1 Science: 约瑟夫逊结红外单光子探测器

约瑟夫逊结（Josephson Junctions），或称为超导隧道结。其一般是由两块超导体夹以某种很薄的势垒层而构成的结构，例如S（超导体）-I（半导体或绝缘体）-S（超导体）结构，被用作高灵敏度磁力计和电压放大器的超导设备，也是高性能低温计算机和超导量子计算机的基础。虽然由破碎的库珀对形成的准粒子的产生会降低器件的性能，但这一现象也为灵活探测电磁辐射提供了机会。因此，美国雷神BBN技术公司Kin Chung Fong通过将光子与石墨烯基约瑟夫逊结的局部表面等离子体激元耦合来演示单个近红外光子检测。利用电流偏置器件的开关统计，揭示了吸收光子产生的准粒子在检测机制中的关键作用。光子灵敏度将使未来的超导计算结构实现高速、低功率的光学互连。

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6540/409

2 Science: 高维超对称微激光阵列的构建

随着集成光子学中组件数量的增加，复杂度的非线性缩放是阻碍大规模锁相激光器阵列的主要障碍。因此，美国宾夕法尼亚大学Liang Feng教授开发了一种用于精确模式控制和非线性功率缩放的高维超对称形式。超对称微激光阵列的特点是锁相相干和所有异常耦合微激光器的同步，在基本横向超模式下共同振荡，可实现高辐射，小发散和单频激光发射，并具有两个数量级：能量密度的幅度增强。同时还展示了构造高辐射度涡旋激光束的可行性，该结构可通过充分利用光的空间自由度来增强激光性能。

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6540/403

3 Science: 通过过氧化物光敏化和Ni介导的自由基耦合实现C(sp3)-H的甲基化

大量研究表明，在候选药物中引入一个或多个甲基可以显著地调节其生理活性，改善半衰期、溶解度和靶向选择性等，有时甚至可以将一种激动剂变成拮抗剂。这种效应被称为“神奇的甲基化效应”（“Magic Methyl” Effect）。因此，美国威斯康星大学麦迪逊分校Shannon S. Stahl报告了一种合成方法，该方法可以使各种药物样分子和药物结构单元中的C(sp3)-H键直接甲基化。可见光引发的三线态能量传递促进了在温和条件下二叔丁基过氧化物的均裂。产生的烷氧基自由基具有不同的反应性，氢原子从底物的C-H键转移出来，或者是通过β-甲基断裂产生的甲基自由基。可以通过改变反应条件或过氧化物取代基来调节这些步骤的相对速率，以优化由镍介导的底物和甲基自由基的交叉偶联产生的甲基化产物的产率。

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6540/398

4 Science: 散热的宽带定向控制

控制发射的远场热辐射的方向性是一项根本性的挑战。光子策略可以在较窄的带宽上实现热发射的角度选择性，但是热辐射是一种宽带现象。将发射的热辐射限制在宽带上固定的窄角范围内的能力是一项重要但缺乏的能力。因此，美国加州大学洛杉矶分校的材料科学家Aaswath P. Raman介绍了梯度接近零（ENZ）的材料，该材料可实现热辐射的宽谱定向控制。同时演示了两个由多种氧化物组成的发射器，这些氧化物在一定波长范围内（10.0~14.3微米，7.7~10.5微米）具有高（> 0.7，> 0.6）定向发射率（60°至75°，70°至85°）。这种宽带定向发射主要在高发射率方向上实现了有意义的辐射热传递，消除对角度和光谱响应的传统限制，提高了热伪装、太阳能加热、辐射散热和余热回收等应用的性能。

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6540/393

5 Science：评估中国为达到1.5℃的升温极限所做的努力

鉴于越来越多的人将全球变暖控制在1.5°C以下，一个关键问题是这对中国的排放途径、能源重组和脱碳意味着什么。因此，中国科学院大学汪寿阳教授和段宏波，以及清华大学周胜等通过进行多模型研究，研究发现与“无政策”案例相比，与1.5°C一致的目标将要求中国分别将其碳排放量和能源消耗减少90％和39％以上。负排放技术在实现接近零排放方面发挥着重要作用，到2050年，捕获的碳平均占减排总量的20％。同时多模型比较显示，各部门的必要减排差异很大，而一致的是，电力部门需要在2050年之前实现完全脱碳

原文链接：https://science.sciencemag.org/content/372/6540/378

CYM供稿