近日，我校信息工程学院秦玉文教授团队杨军教授、吴雷明教授指导的2023 级本科生杨凡同学在痕量重金属离子检测研究领域取得重要进展，研究成果以“Built-in electric field-boosted attomolar Pb²⁺sensing on carboxylated black phosphorene”为题发表于国际权威期刊《Nature Communications》。在本科求学阶段，杨凡同学已以第一作者身份在国际权威期刊《Nature Communications》、《Laser & Photonics Reviews》上发表2 篇中科院一区论文，展现了先进光子技术研究院在本科生科研创新能力培养方面的显著成效。

研究成果简介如下：

突破传统光学传感器难以实现痕量重金属离子检测的局限，是环境监测领域的重要探索方向。研究团队通过构筑界面异质结构，形成内建电场，放大传感响应信号，同时依靠羧基化黑磷烯表面丰富含氧位点实现对Pb²⁺的优先识别。该传感器对重金属Pb²⁺检测限可达阿摩尔级，在混合离子体系以及饮用水实际样本中也可实现超低浓度Pb²⁺识别。本研究有望为环境与食品安全领域的无标记超痕量重金属监测提供新途径。

图1 痕量重金属离子的检测结果

近年来，先进光子技术研究院持续加强本科生科研育人，多名本科生在导师指导下取得系列高水平成果：向梦教授指导的 2020 级本科生陈泽君，大四毕业之际完成基于1×1卷积核线性卷积神经网络的发射机色散眼图闭合四进制评估，成果发表于《Optics Letters》；邸江磊教授指导的 2020 级本科生江文隽，于大三阶段完成复杂背景下基于多尺度特征提取与语义分割的多模态图像配准，成果发表于《Optics Express》；吴雷明教授指导的 2021 级本科生陈泓旭，大三完成基于多级长程表面等离子体共振模式自耦合的传感结构设计，成果发表于《IEEE Sensors Journal》，并在大四毕业时进一步完成 MXene 增强表面等离子共振传感器相关综述，论文发表于《Laser & Photonics Reviews》。

本次杨凡同学发表于《Nature Communications》的论文，也是秦玉文教授团队发表的第三篇Nature子刊论文。团队前两篇《Nature Communications》论文，分别由徐毅教授指导的硕士研究生潘土强、涂怀胜完成。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-77793-6