β-氨基酸是重要的生命基础单元，在药物制备、生物化学及有机合成领域发挥着关键作用。其中，C2、C3 位二取代 β^2,3-氨基酸接入肽链后，能够形成结构更为刚性的空间构象。顺式和反式β^2,3-氨基酸使肽链形成不同结构的氢键，产生不同的生物功能。天然 β^2,3-氨基酸来源稀少，因此亟需开发高效的人工合成方法。目前，这类骨架的高立体选择性合成仍是一大难题。

针对以上问题，山东师范大学化学院唐波院士团队杨朋教授、李平教授开发了一种光氧化还原/氢原子转移协同催化的氢化–羧化–差向异构化串联反应，以α,β-不饱和亚胺为底物、甲酸盐为氢源和羧基源，一锅法高效合成syn-β^2,3-氨基酸，最高可达到35:1的非对映选择性。同时，利用商业化13C-甲酸钠实现了高效¹³C标记β^2,3-氨基酸的制备，¹³C引入率高达98.3%，该方法操作简便且标记效率显著优于多数现有¹³CO₂交换策略，对于药物ADME研究和代谢示踪具有重要价值。机理研究表明，该体系并非直接高选择性生成syn产物，而是首先形成syn/anti混合物，随后在光照条件下经历独特的动态动力学差向异构化过程，最终热力学更稳定的syn异构体不断富集，实现立体汇聚。

相关研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.（doi.org/10.1002/anie.1668497），并入选该期刊Hot Paper。唐波、杨朋、李平为论文通讯作者，博士研究生张力为论文第一作者。

近日，山东师范大学物理与光电学院蔡阳健教授团队在国际光学顶级期刊《Advanced Photonics》发表题为“Spatiotemporal coherence engineering of light”的研究论文。该工作首次建立了时空van Cittert-Zernike定理，将光场相干性调控从传统空间维度拓展至时间-空间联合维度，并首次在飞秒（10^-15秒）尺度上实现了光场时空相干宽度与关联结构的精确设计，为超快激光相干性研究开辟了新的调控自由度。山东师范大学为第一完成单位，青年教师刘欣博士为第一作者，蔡阳健教授、西湖大学詹其文教授和加拿大达尔豪斯大学Sergey A. Ponomarenko教授为通讯作者。

人类对光的掌控始于古人利用铜镜聚光的智慧，如今已迈入可实现四维操控的量子时代。光操控技术的每一次飞跃，都是推动人类文明进步的重要动力。从古罗马人以镜聚日，焚毁敌舰，到英国科学家托马斯·杨通过双缝干涉实验揭示光的相干性，人类对光的操纵已从简单的强度调制逐步扩展至更高维度的探索。然而，长期以来，时空光场调控主要局限于相干脉冲的确定性结构，而对光的高阶统计参量如相干性的精准操控却一直没有突破，部分相干时空波包这片充满潜力的“新大陆”也因此尚未被真正开发。

研究团队创新性地建立了 van Cittert–Zernike 定理的时空形式，并在此基础上构建了一套能够在时间和空间两个维度精准“雕刻”光场相干性的理论与实验框架。通过对啁啾超短脉冲进行非相干调制，团队不仅实现了超快激光时空相干宽度的连续可调，还成功制备了具有特定关联结构的部分相干时空波包。

实验进一步表明，这类部分相干时空波包在自由空间和色散介质中的演化规律，显著不同于传统准单色部分相干光。该成果为动态与无损成像、抗扰信息传输、远程探测、非线性频率转换以及复杂介质中的光场调控提供了新的物理自由度和技术路径。该工作将推动结构光的调控范围由传统的振幅、相位和偏振等确定性自由度，拓展至统计意义上的时空相干自由度，为随机光场和部分相干时空光学的发展奠定了理论与实验基础。

该项研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金合作创新研究团队项目、国家自然科学基金理论物理专项等项目的支持。

近日，山东师范大学物理与光电学院蔡阳健教授团队在物理学国际顶级期刊《Physical Review Letters》上发表了题为“High-Q Nonlocal Resonances in Mirror-Enhanced Plasmonic Lattices”的创新性研究论文，提出一种高品质因子(高Q)等离激元超表面新机制，可有效弥补传统等离激元结构短板，显著缩小其与低损耗介质超表面的性能差距。山东师范大学为唯一署名单位，物电学院博士生毕晓琼为论文第一作者，蔡阳健教授、敖献煜教授为论文通讯作者。

受欧姆损耗、辐射泄漏、微纳加工精度不足等多重因素制约，实现高性能高Q等离激元共振一直是纳米光子学领域的技术难题。当前，硅、二氧化钛等材料制备的低损耗介质超表面，虽能够实现极锐利的光学共振特性，但不具备等离激元结构特有的表面局域光场增强优势。

团队创新提出镜面增强调控机制，通过在反射镜上方有序排布金属纳米颗粒阵列，利用光场相消干涉效应有效抑制辐射损耗，将高辐射泄漏的亮模转换为长寿命暗模，成功实现稳定性优异的高Q共振效应。实验测试结果显示，该结构在880nm波段实现品质因子超3000的突破，同时观测到临界耦合条件下的低阈值纳米激射现象。此外，团队通过各向异性金属纳米颗粒旋转调控策略，成功构建出拓扑荷可编程的高Q矢量激光微腔。

该研究突破了传统等离激元超表面的性能局限，兼顾了等离激元光场增强优势与介质超表面低损耗、高Q特性，为高性能片上光谱选择型微纳光学器件的研发与应用提供了全新技术方案，在微纳传感、片上激光、光学调控等领域具备重要的应用价值。

相关研究得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目等的支持。

近日，计算机与人工智能学院孙建德教授课题组在人工智能顶级期刊《Pattern Recognition》上发表了题为“Multi-Level Graph Attention Networks for Bridging the Molecular Structure and Odor” 的高水平学术论文。

气味感知是生物与环境交互的关键模态，亦是模式识别领域待深挖的重要方向，在智能电子鼻、虚拟现实等场景应用潜力显著。相较视觉、语音任务，气味智能研究仍处起步阶段，核心瓶颈在于分子结构与气味感知间存在高度复杂的非线性映射，精准建模这一关联始终是分子气味预测的核心命题。现有方法多依赖人工设计分子描述符、指纹或简易图神经网络，难以充分耦合局部原子相互作用与全局拓扑特征，制约预测性能提升。此外，当前研究普遍聚焦分子到气味的单向映射，而气味描述反向推断潜在分子结构的统一建模框架尚属空白，极大限制了气味驱动分子设计与跨模态推理的发展。

为了解决上述问题，孙建德教授课题组提出了一种面向分子结构与气味双向建模的新型预测框架。针对分子到气味任务，提出HAGNet，通过多层级结构特征提取、层次注意力学习以及自适应特征融合，实现了对分子多尺度结构信息的充分建模；针对气味到分子结构任务，提出ReDANet，通过气味语义增强、语义解耦表示和残差知识蒸馏，有效建立了由气味语义到分子SMILES结构的映射关系。实验结果表明，两种模型均取得了优于现有方法的预测性能，并首次构建了分子结构与气味之间的双向预测范式，为分子表示学习、气味智能计算以及跨模态分子设计提供了新的研究思路。

在公开分子气味预测数据集上的对比实验表明，HAGNet在AUROC和F1 Score上均优于现有图神经网络及传统机器学习方法，验证了多层级结构建模能有效融合局部原子信息、化学键关系与全局拓扑结构，精准刻画分子与气味的复杂映射。针对ReDANet的实验显示，其气味描述增强策略可有效扩展语义空间，丰富气味表达能力；同时，移除气味语义解耦或残差知识蒸馏模块均导致性能下降，证实二者对优化气味语义表征、促进跨路径信息融合有关键作用，为气味到分子结构的逆向推断提供了可靠支撑。

《Pattern Recognition》为中科院一区 Top 期刊，是模式识别与人工智能领域的核心刊物。我校计算机与人工智能学院孙建德教授为论文通讯作者，硕士研究生解洪新为论文第一作者。

近日，学院王传奎教授团队在自然指数期刊《Physical Review B》上发表了题为“Spin-valley matching mechanisms in high-performance multiferroic tunnel junctions”的研究论文。山东师范大学为唯一论文署名单位，博士研究生羊志为第一作者，李宗良教授和青年教师邱帅为通讯作者。

多铁隧道结是高密度存储的理想候选体系。基于第一性原理计算，作者提出了一种集成铁电双层Ga₂O₃与室温铁磁2H-VS₂的多铁隧道结架构。在该结构中，反铁电相变诱导的能带重排和层间电子转移，调控VS₂/Ga₂O₃界面处欧姆接触与肖特基接触的可逆切换。当VS₂/Ga2O₃界面形成欧姆接触，Ga₂O₃层在费米能级附近的电子态局域于Γ点，且仅与VS₂的自旋向上的电子态实现能谷匹配，Ga₂O₃层充当自旋-谷过滤层。基于此设计的多铁隧道结具有卓越的性能指标：隧穿电阻值达到2.4×10⁴%，隧穿磁电阻值高达1.3×10⁸%，同时具备完美的自旋-谷过滤效率和低至0.09 Ω·μm²的结电阻。本研究揭示了电极界面以及电极间的自旋-谷匹配机制，建立了设计高性能多铁隧道结的通用范式。

以上研究获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金项目的资助。

近日，山东师范大学物理与光电学院胡贵超教授课题组在自然指数期刊《Physical Review B》上发表题为“Spin filtering induced by quantum interference in organic antiferromagnetic junctions”的研究论文。山东师范大学为唯一论文署名单位，博士研究生马晗为第一作者，胡贵超教授为通讯作者。

在自旋电子学领域，自旋过滤是实现高自旋极化电流的重要手段，也是构建高性能低功耗自旋器件的前提。在过去的研究中，人们实现自旋过滤的基本原理往往是基于铁磁材料设计构造自旋劈裂的电子隧穿势垒，从而调制不同自旋电子的隧穿几率。反铁磁材料具有零净磁矩和高稳定性等优势，在超快磁动力学和信息存储方面被广为关注。然而，由于其能态的自旋简并性，反铁磁体中的自旋极化输运鲜有涉及。在本文中，作者提出了一种基于有机反铁磁分子结的新型自旋过滤机制，指出即使在能级自旋简并的体系，也可通过相消量子干涉(DQI)效应实现自旋过滤效应。

在研究中，作者基于反铁磁的并苯分子，利用非磁电极的间位连接，构造了具有DQI效应的有机反铁磁器件。结果发现，电子透射谱在费米能级附近出现了自旋劈裂的DQI特征谷，从而在低偏压下产生接近100%的自旋极化输运。机理分析表明，该效应来源于分子反铁磁自旋密度分布对DQI效应的调制。由于体系前沿轨道波函数的自旋相关性，使不同自旋通道对应的DQI反共振位置发生偏移。研究结果被第一性原理计算证实。该研究揭示了反铁磁序与量子干涉效应协同产生自旋过滤的新机制，为有机反铁磁分子在自旋电子学领域的应用提供了新的方向。

以上研究获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金项目的资助。

近日，计算机与人工智能学院王皓教授课题组在网络与信息安全领域顶级期刊《IEEE Transactions on Information Forensics and Security》上发表了题为“DMPF-PSI: Enabling High-Frequency Updatable Private Set Intersection on Dynamic Data”的高水平学术论文。

隐私集合求交（PSI）在数字时代处理动态数据时面临着重大挑战。在实时欺诈检测、动态定向广告等高频更新场景中，数据具有极高的时效性价值，但传统面向静态数据设计的PSI协议难以支持实时协作需求。虽然可更新PSI（UPSI）旨在解决这一问题，但现有最优方案主要依赖同态加密，其公钥密码运算导致在线性能低下，无法满足高频增量更新的实际需求。

为应对这些挑战，王皓教授课题组提出了一种基于分布式多点函数（DMPF）的新型PSI协议——DMPF-PSI。该协议突破了传统基于函数秘密共享的PSI方案中“2-server-1-client”模型的限制，更好地契合了两方PSI的实际应用需求。课题组以此为基础，进一步构建了一种避免公钥运算的UPSI方案。

实验结果表明，该UPSI协议在在线效率上超越了现有的基于同态加密的最优方案，在线运行时间实现了 2.5 至 165.4 倍 的加速；在为期 30 天的动态数据模拟中，协议运行的时间成本仅为现有最优方案的 7%–20%，充分验证了其在高频更新场景下的可行性，并为依赖可更新数据协作的业务场景提供了一条全新的技术路径。

《IEEE Transactions on Information Forensics and Security》为中国计算机学会推荐的网络与信息安全领域 CCF A 类顶刊、中科院一区 Top 期刊。我校计算机与人工智能学院王皓教授为论文通讯作者，硕士研究生张嘉棣为论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（62472265、62302280）、山东省自然科学基金项目（ZR2023QF133）、山东省科技人才托举工程青年项目（SDAST2025QTB026）、山东省科技型中小企业创新能力提升工程项目（2025TSGCZZB0016）以及山东师范大学青年学术精英发展计划的共同资助。

近日，学院李续然副教授联合多单位团队在通信领域TOP期刊《IEEE Transactions on Communications》上发表题为Artificial Noise-aided Integrated Sensing and Communication Networks: Performance Analysis and Security Enhancement的研究论文。山东师范大学为第一署名单位，李续然副教授为第一作者，李登旺教授为通讯作者。

面向 6G 空天地一体化通感融合（ISAC）网络，通信与雷达感知共享频谱，无线信道广播特性易引发数据窃听、非法雷达探测、用户隐私泄露等安全风险；空天地异构节点存在高度差，传统二维模型难以精准表征三维空间传播损耗。传统加密方案密钥管理繁琐，现有人工噪声（AN）物理层安全方案依赖窃听精准位置、多业务资源冲突严重，且普遍采用二维简化模型，无法同时平衡感知精度、通信可靠性与物理层安全三者性能，相关统一量化分析框架仍存在明显理论空白。针对上述问题，本文提出人工噪声辅助 AN-ISAC 一体化安全架构，依托 ISAC 自身感知能力动态估测恶意节点区域，摆脱对窃听精确坐标的依赖；构建三维高度感知随机几何统一分析模型，推导出感知检测概率、通信覆盖概率、非法窃听概率闭式解析表达式，量化感知、通信、安全三方性能权衡关系；采用频域正交带宽划分方案隔离噪声与通信信号，同时建立多目标资源优化模型，设计近端序列凸逼近算法完成感知、通信、人工噪声功率自适应分配，在保障基础业务性能的前提下实现对恶意窃听行为的高效压制。

以上研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省重点研发计划项目支持。

近日，山东师范大学物理与光电学院满宝元教授团队在自然指数期刊《Advanced Functional Materials》上发表题为“High-Performance Thick-Film Organic Solar Cells Based on Layer-by-Layer Mutual Doping Strategy”的研究论文。山东师范大学为第一署名单位，山东师范大学硕士研究生魏丽娟为论文作者，泰山学院王健教授、北京交通大学张福俊教授和山东师范大学孙倩倩副教授为论文共同通讯作者。

有机太阳能电池的厚度敏感性问题已成为其工业化生产的核心瓶颈。目前有机太阳能电池的高效率主要是基于约100 nm的优化有源层厚度来实现的。当有源层的厚度大于最佳厚度时，器件的效率通常会显著下降。近年来，采用逐层沉积方法制备伪平面异质结在有机太阳能电池领域引起了广泛关注。该论文利用逐层沉积技术通过在给体中引入少量受体，在受体中引入少量给体，优化了有源层内的互穿网络结构，有效缓解了厚膜伪平面异质结器件中激子解离效率降低和非辐射复合损失加剧的问题。优化后的伪平面异质结有机太阳能电池的厚度容忍性得到显著改善，在有源层厚度为160 nm时表现出20.11%的优异光电转换效率，远高于未优化器件（18.79%）。当有源层厚度增加到300 nm时，优化后的伪平面异质结器件的效率仍可达到18.75%，而未优化的器件效率下降至17.61%。该研究证明在给体中引入少量受体，在受体中引入少量给体是提高伪平面异质结有机太阳能电池厚度容忍性的重要方法，为有机太阳能电池的工业化生产提供了一种有效的新方法。

以上研究获得山东省自然科学基金项目资助。

近日，山东师范大学张霞教授团队在国际知名期刊《Acta Mathematicae Applicatae Sinica, English Series》在线发表了题为“Bipartite Turán problem on complete bipartite graphs”的研究论文。山东师范大学硕士研究生王兰馨为论文第一作者，张霞教授为论文通讯作者。

二部图兰问题研究K_m,n中不含指定子图H的生成子图的最大边数（记作ex（m,n; H））。与之密切相关的是Zarankiewicz问题，它研究K_m,n中不含定向嵌入子图H的生成子图的最大边数（记作z（m,n; H））。这两类问题都是极值图论研究的经典问题，即使对H为完全二部子图的情形，也都没有得到完全解决。容易看出，两个值满足关系ex（m,n; H）≤z（m,n; H）。1982年，Erdős和Simonovits猜想ex（m,n; H）和z（m,n; H）同阶，该猜想也是广泛开放的。

张霞团队围绕H为完全二部子图的子问题展开研究。max{m,n} < s + t的情形，已于2007年被西班牙学者Balbuena, García-Vázquez, Marcote和Valenzuela 在期刊《Discrete Mathematics》上发表论文中完全解决。对于max⁡{m,n}≥s+t的情形，王兰馨和张霞借助(0, 1)-矩阵工具和极图构造法对三个情况确定了ex（m,n; K_s,t）的值，并证明ex（m,n; K_s,t）=z（m,n; K_s,t）。特别地，她们对max⁡{m,n}=s+t的情形给予了完整解决。

该论文推广了Balbuena, García-Vázquez, Marcote和Valenzuela 2007年的结果，并在上述三个情况下对Erdős和Simonovits的猜想进行了正面回应。该研究获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。