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Vol. 72, No. 3 (2023)
2023年02月05日
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封面文章
高压导致纳米TiO
2
形变的电子显微研究
α
-PbO
2
相TiO
2
高压相具有适宜的带隙能和可见光范围的光催化能力, 是一种适用于可见光、高效且环保的光催化材料. 本文使用金刚石对顶压砧对锐钛矿纳米球进行加压-卸压处理得到了
α
-PbO
2
相TiO
2
高压相. 利用透射电子显微镜对比初始样品和卸压样品, 观察结果表明晶粒发生了明显形变, 高分辨图显示其晶粒中存在大量[100]方向层错和形变孪晶, 其中亚微米级晶粒中形成了透镜形片层结构的形变孪晶带; 纳米级晶粒中形成了扇形多重形变孪晶. 研究表明高压下锐钛矿TiO
2
可以发生明显的形变, 其形变的微...
王飞
,
李全军
,
胡阔
,
刘冰冰
.
2023, 72(3): 036201
.
专题: 纳米工程和热物理
专题
综述
综述
总论
原子和分子物理学
电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
气体、等离子体和放电物理
凝聚物质:结构、力学和热学性质
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
物理学交叉学科及有关科学技术领域
更正
更正
领域
总论
原子和分子物理学
电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
气体、等离子体和放电物理
凝聚物质:结构、力学和热学性质
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
物理学交叉学科及有关科学技术领域
地球物理学、天文学和天体物理学
专题: 纳米工程和热物理
编辑推荐
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
PDF
混合失配模型预测金属/半导体界面热导
宗志成
,
潘东楷
,
邓世琛
,
万骁
,
杨哩娜
,
马登科
,
杨诺
2023, 72 (3): 034401.
doi:
10.7498/aps.72.20221981
摘要 +
声学失配模型和漫散射失配模型被广泛应用于界面热导的计算, 两种模型分别建立在极端光滑和粗糙界面的假设基础上. 由于实际界面结构与两种假设的区别较大, 造成两种模型预测结果与实际界面热导偏差较大. 近期提出的混合失配模型考虑了界面结构对声子镜面透射和漫散射透射比例的影响, 预测的准确度有所提高. 但该模型需要通过分子动力学模拟获取界面声子信息较为复杂. 为此, 本文通过引入测量的粗糙度数值简化混合失配模型, 并增加考虑界面结构对接触面积的影响, 实现对界面热导简单快捷、准确地预测. 基于该模型, ...
综述
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
PDF
拓扑半金属及磁性拓扑材料的单晶生长
王欢
,
何春娟
,
徐升
,
王义炎
,
曾祥雨
,
林浚发
,
王小艳
,
巩静
,
马小平
,
韩坤
,
王乙婷
,
夏天龙
2023, 72 (3): 038103.
doi:
10.7498/aps.72.20221574
摘要 +
拓扑材料因具有新奇物理特性受到广泛关注, 这些材料一方面为基础物理研究提供了新的平台, 另一方面在以拓扑物理为基础发展的器件研究方向上展现出潜在应用价值. 凝聚态领域对于拓扑材料相关物理问题的研究主要通过两种方式开展: 一是在已知的拓扑材料中不断挖掘新的实验现象和物理问题; 二是不断预言和探索发现新型拓扑材料体系并开展合成. 无论哪种方式, 高质量单晶的获得都至关重要, 它为角分辨光电子能谱、扫描隧道显微谱和磁场下的量子振荡等实验研究提供了前提保障. 本文总结了拓扑材料的分类和发展, 基于本研究...
总论
citations
[Abstract]
(
287
)
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PDF
锌离子掺杂钴基金属有机材料[(CH
3
)
2
NH
2
]Co
1–
x
Zn
x
(HCOO)
3
中的低温反常磁现象
刘荣肇
,
樊振军
,
王浩成
,
宁昊明
,
米振宇
,
刘广耀
,
宋小会
2023, 72 (3): 030201.
doi:
10.7498/aps.72.20221761
摘要 +
金属有机框架材料(MOFs)是一种有机配体桥接金属离子组成的新型无机-有机杂化多孔材料, 它具有功能可调、稳定性好以及多孔性等特点, 受到人们的广泛关注. 本文利用水热法制备了高质量的锌离子掺杂的钴基[(CH
3
)
2
NH
2
]Co
1–
x
Zn
x
(HCOO
3
)单晶样品 (
x
= 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5). 单晶衍射、摇摆曲线、能量色散X射线光谱的实验结果表明, 锌离子均匀掺杂进了钴基金属有机框架材料中, 没有出现局部团簇等现象. 低温场冷曲线和比热曲线的测量结果表明, 非磁...
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
PDF
新型压缩感知计算模型分析三维电大目标电磁散射特性
王攀
,
王仲根
,
孙玉发
,
聂文艳
2023, 72 (3): 030202.
doi:
10.7498/aps.72.20221532
摘要 +
为提高基于压缩感知技术的矩量法在三维电大目标双站电磁散射问题中的计算效率和稳定性, 提出新的稀疏、测量和重构方法, 构建一种新型压缩感知计算模型. 不同于基于欠定方程的传统的压缩感知计算模型, 新型计算模型首先采用按行均匀抽取阻抗矩阵的方法构造测量矩阵以获得稳定的计算结果; 然后, 基于Foldy-Lax方程生成多阶特征基函数并作为稀疏基对感应电流进行稀疏转换; 再依据少数低阶特征基函数足以近似表征感应电流的先验条件, 将恢复算法简化为最小二乘法; 最后, 将矩阵方程转换为一个超定系统并采用最小...
citations
[Abstract]
(
287
)
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基于时间反演技术的复杂天线罩辐射波束畸变纠正
安腾远
,
丁霄
,
王秉中
2023, 72 (3): 030401.
doi:
10.7498/aps.72.20221767
摘要 +
由于复杂电磁媒质构成、特殊外形轮廓以及复杂电磁工作环境等因素, 天线罩辐射电磁波往往出现指向角偏差、波束畸变等现象. 为此, 本文基于时间反演电磁波的自适应聚焦特性, 以顶部劈尖天线罩和结冰状态天线罩为研究案例, 系统性地提出了基于时间反演技术的复杂天线罩辐射波束畸变纠正方法. 研究结果显示: 在C波段, 对于顶部劈尖天线罩, 可以将±10°的辐射波束指向误差缩小到±0.9°. 对于结冰状态天线罩, 原本湮灭的主波束得到了重新的汇聚. 本文所提出的方法为复杂天线罩的分析以及在复杂媒质中电波传播的...
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
PDF
温差条件下包含手征活性粒子的封闭圆环的输运
廖晶晶
,
康琦
,
罗飞
,
蔺福军
2023, 72 (3): 030501.
doi:
10.7498/aps.72.20221772
摘要 +
在温差条件下, 由于二维周期通道的横向温度差引发的上下不对称和活性粒子的手征性质使得活性粒子在纵向发生定向运动, 继而驱动包裹粒子的封闭圆环定向输运. 圆环的运动方向由粒子的手征性决定. 研究表明, 圆环的运动速度是活性粒子的角速度、下壁温度及温度差的峰值函数. 圆环包含一个手征活性粒子与包含多个手征活性粒子的定向运动行为具有较大差异. 特别是, 圆环半径对两种情况下圆环的运动行为差异影响较大. 当封闭圆环只包含一个粒子且粒子做圆周运动的轨迹半径较大(小)时, 粒子与圆环的相互作用对圆环定向运动...
citations
[Abstract]
(
287
)
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在超强磁场中修正的相对论电子压强
董爱军
,
高志福
,
杨晓峰
,
王娜
,
刘畅
,
彭秋和
2023, 72 (3): 030502.
doi:
10.7498/aps.72.20220092
摘要 +
当前脉冲星领域一个重要的研究热点是磁星. 本文在朱翠等(Zhu C, Gao Z F, Li X D, Wang N, Yuan J P, Peng Q H
2016
Mod. Phys. Lett. A
31
1650070
)工作的基础上, 重新研究了磁星超强磁场下(
B
≫
B
cr
,
B
cr
是电子的量子临界磁场)电子朗道能级的稳定性及其对电子压强的影响. 首先, 对弱磁场极限下(
B
≪
B
cr
) 中子星内部电子压强进行必要的回顾; 然后, 通过引入电子朗道能级稳定性系数
g
ν
...
原子和分子物理学
citations
[Abstract]
(
287
)
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基于大气廓线合成背景的目标气云透过率反演
胡运优
,
徐亮
,
沈先春
,
束胜全
,
徐睆垚
,
邓亚颂
,
徐寒扬
,
刘建国
,
刘文清
2023, 72 (3): 033201.
doi:
10.7498/aps.72.20221670
摘要 +
天空向下热红外辐射具有随时空变化而变化的特性, 当扫描傅里叶变换红外遥测成像系统以天空为背景对目标气云进行成像扫描时, 各扫描像素对应的背景辐射差异较大且没有恒定的基线, 因而影响目标气云透过率的精确反演. 针对这类问题, 提出了基于大气廓线合成背景的目标气云透过率反演方法, 首先采用实测地点的温度、湿度、压强和臭氧廓线及大气模式生成天空红外背景, 以解决化工园区内难以实时测量纯净天空红外背景谱的问题, 其次验证了天空红外背景与天顶角余弦逐波数存在连续可导的关系, 使得少量具有天顶角梯度的天空红...
编辑推荐
citations
[Abstract]
(
287
)
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超冷(36D
5/2
+6S
1/2
)里德伯分子的制备及其电偶极矩的测量
焦月春
,
白景旭
,
宋蓉
,
韩小萱
,
赵建明
2023, 72 (3): 033202.
doi:
10.7498/aps.72.20221865
摘要 +
里德伯-基态分子由一个里德伯原子和一个基态原子组成, 束缚机制是里德伯电子与基态原子的低能电子散射相互作用. 理论上, 通过低能电子散射Fermi赝势模型, 数值计算了铯(36D
5/2
+6S
1/2
)里德伯-基态分子的绝热势能曲线, 提取了里德伯分子的束缚能和平衡核间距等光谱参数. 实验上, 利用双光子光缔合技术成功制备了散射三重态(
T
Σ, Triplet)和散射单重态-三重态混合(
S,T
Σ, Mixed)形成的里德伯-基态分子, 获得了里德伯分子的光缔合光谱, 测量的势阱深度与理论计算结果相吻合...
电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
citations
[Abstract]
(
287
)
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基于自校验的单像素成像系统动态干扰去除方法
张健
,
陈家霖
,
陈笑然
,
冒添逸
,
沈姗姗
,
何睿清
2023, 72 (3): 034201.
doi:
10.7498/aps.72.20221918
摘要 +
单像素成像系统通过对目标场景的多次调制, 获取相应的单像素测量值, 并由此重构图像. 在这一过程中, 如果其他物体侵入成像场景, 会严重影响测量值的准确性, 降低重构图像质量. 由于侵入物体的反射率, 形态均具有一定的随机性, 因此从桶探测器信号的角度很难有效分离出受干扰信号. 针对这一问题, 基于哈达玛矩阵的特征, 提出了一套自校验方法, 即利用桶探测器自身测量值进行正确性校验, 筛选出未受干扰的桶探测器信号, 显著提升了重构图像的质量. 该方法适用于一般性成像场景, 且不需要引入额外的调制图...
citations
[Abstract]
(
287
)
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双模压缩态量子相干性演化的实验研究
蔚娟
,
张岩
,
吴银花
,
杨文海
,
闫智辉
,
贾晓军
2023, 72 (3): 034202.
doi:
10.7498/aps.72.20221923
摘要 +
量子相干性作为量子力学一个最显著的特征, 被认为是量子信息过程中很重要的一种量子资源. 单模压缩态和双模压缩态(Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态)均具有量子相干性, 在制备和传输过程中的量子相干性对于实际应用具有重要意义. 利用平衡零拍探测重构量子态的协方差矩阵, 本文定量分析了量子态制备过程中的不完美以及信道传输损耗对单模和双模压缩态量子相干性的影响. 实验证明量子态的压缩和纠缠特性及量子相干性对损耗均是鲁棒的. 特别地, 压缩和纠缠特性会随着量子态制备过程中热光子数的增大...
citations
[Abstract]
(
287
)
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PDF
一种用于软X射线激光去相干的单玻璃管光学透镜设计
袁天语
,
邵尚坤
,
孙学鹏
,
李惠泉
,
华陆
,
孙天希
2023, 72 (3): 034203.
doi:
10.7498/aps.72.20221917
摘要 +
激光具有亮度高、单色性好、高相干性及方向性好的优势, 然而在激光成像、激光加工等场景只想利用其高亮度或高单色性, 高相干性导致的干涉效应会影响和限制其应用效果. 通过模拟计算的方法, 设计了一种针对软X射线激光去相干的新型单玻璃管光学透镜. 模拟结果显示, 针对波长为10 nm、束腰半径为1.25 mm的软X射线激光光束, 透镜入口端内直径5 mm、出口端内直径0.6 mm、长度15 cm的单玻璃管光学透镜在有效降低软X射线激光光束相干度的同时, 在出口处获得了发散度为30—50 mrad的出射...
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
PDF
基于平行板谐振器的量子微波电场测量技术
武博
,
林沂
,
吴逢川
,
陈孝樟
,
安强
,
刘燚
,
付云起
2023, 72 (3): 034204.
doi:
10.7498/aps.72.20221582
摘要 +
基于Rydberg原子的量子微波测量技术具有自校准、可溯源、高灵敏度的显著优点, 针对如何提高量子微波测量灵敏度的问题, 本文从经典电磁理论出发, 提出一种终端短路的1/4波长平行板传输线谐振器电场局域增强结构. 运用场路结合的分析方法以及等效电路方法, 求解平行板传输线谐振器结构端口的反射系数为0.91; 利用场的分析方法推导出端口电场强度随时间变化的解析表达式, 进行时域分析, 绘制了平行板传输线谐振器端口的电场强度瞬态响应曲线, 得出平行板传输线谐振器建立稳态的时间为10 ns. 研究表明...
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
PDF
基于Lomb-Scargle算法的激光扫频干涉非线性校正方法
龙康
,
孔明
,
刘璐
,
刘维
,
华杭波
,
许新科
2023, 72 (3): 034205.
doi:
10.7498/aps.72.20221754
摘要 +
激光扫频干涉测量技术因其精度高、抗干扰能力强等优势成为研究热点. 而激光器调频的非线性问题一直是影响测量精度的关键因素, 非线性带来的直观结果就是拍信号的频谱严重展宽, 造成测距精度下降. 为解决该问题, 本文提出了一种基于Lomb-Scargle算法的非线性校正方法, 搭建了具有辅助干涉仪的激光扫频干涉测量系统, 通过对辅助路拍信号进行希尔伯特变换提取相位, 再基于提取到的相位信息生成一个新的时间序列, 结合Lomb-Scargle算法, 将非线性校正与拍信号频率计算同时进行. 作为验证, 对...
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
PDF
不同硫压退火对溅射沉积ZnS薄膜性能的影响
党新志
,
张仁刚
,
张鹏
,
于润升
,
况鹏
,
曹兴忠
,
王宝义
2023, 72 (3): 034207.
doi:
10.7498/aps.72.20221737
摘要 +
ZnS作为一种宽带隙半导体, 以其优异的光电性能近年来受到广泛关注, 在太阳能电池、光催化剂以及传感器方面有着广阔的应用前景. 本文首先以射频磁控溅射方法沉积了ZnS薄膜, 然后在600 ℃温度和不同硫压下进行退火, 通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能量散射X射线谱、紫外-可见透射光谱以及慢正电子多普勒展宽谱对ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌、晶粒尺寸、成分、透光率以及缺陷进行分析. 结果表明: 硫气氛后退火能够改善ZnS薄膜结晶性, 退火后ZnS薄膜光学带隙为3.43—3.58 eV. 当硫压高...
citations
[Abstract]
(
287
)
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非球形气泡的超声定量检测
张雅婧
,
李凡
,
雷照康
,
王铭浩
,
王成会
,
莫润阳
2023, 72 (3): 034301.
doi:
10.7498/aps.72.20222074
摘要 +
超声是检测不透明液体中气泡的有效方法, 声散射模型是超声反演技术的核心. 经典气泡散射模型通常是基于球形假设及
ka
≤ 1 (
a
为气泡半径,
k
为入射波的波数), 然而实际应用中这些假设并不总能得到满足. 本研究针对非球形气泡及
ka
偏离假设情况, 提出一种超声反演定量方案. 建立不受
ka
约束的球形气泡级数背散射模型, 将其与经典Medwin (
k
a
≪
1
)和Anderson (
ka
≈1)散射模型进行对比, 发现
ka
偏离引发的散射截面效应仅体现在散射高阶共振峰位置及大小差异上. 据此提出: ...
citations
[Abstract]
(
287
)
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eXtended Pom-Pom黏弹性流体的改进光滑粒子动力学模拟
许晓阳
,
周亚丽
,
余鹏
2023, 72 (3): 034701.
doi:
10.7498/aps.72.20221922
摘要 +
黏弹性流体广泛存在于自然界和工业生产中, 对其复杂流变特性的研究具有重要的学术价值和应用意义. 本文提出一种改进的光滑粒子动力学方法, 对基于eXtended Pom-Pom模型的黏弹性流动进行了数值模拟. 为了提高计算精度, 采用一种不含核导数计算的核梯度修正离散格式. 为了防止粒子穿透固壁, 提出一种增强型的边界处理技术. 为了消除张力不稳定性, 将人工应力耦合到动量守恒方程中. 运用改进光滑粒子动力学方法数值模拟了基于eXtended Pom-Pom模型的黏弹性Poiseuille流和黏弹...
citations
[Abstract]
(
287
)
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自由汇流旋涡多相耦合输运演变机理
李霖
,
陆斌
,
许炜鑫
,
顾则恒
,
杨远山
,
谭大鹏
2023, 72 (3): 034702.
doi:
10.7498/aps.72.20221991
摘要 +
含自由液面的汇流旋涡抽吸演变中存在多相耦合、物质传输、能量剧烈交换等物理过程, 其中所涉及的多相流体耦合输运机理是具有高度非线性特征的复杂动力学问题, 多相黏滞耦合输运动力学建模与数值求解具有较高难度. 针对上述问题, 提出一种含自由液面的汇流旋涡多相耦合输运建模与求解方法. 基于水平集-流体体积耦合(CLSVOF)计算方法, 结合连续表面张力模型和可实现(
k
-
ε
)湍流模型, 建立含自由液面的汇流旋涡多相耦合输运动力学模型; 利用一种有效的体积修正方案来计算高速旋转多相流, 保证流场质量守恒和无...
气体、等离子体和放电物理
citations
[Abstract]
(
287
)
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多组分尘埃等离子体中非线性尘埃声孤波的传播特征
林麦麦
,
王明月
,
蒋蕾
2023, 72 (3): 035201.
doi:
10.7498/aps.72.20221843
摘要 +
采用Sagdeev势方法研究了多组分尘埃等离子体中的非线性尘埃声孤波的传播特征. 推导得到了在含有尘埃颗粒、电子流、质子流及Kappa电子和离子的多组分尘埃等离子体中的非线性尘埃声波所对应的Sagdeev势函数. 并利用定性分析方法, 确定该系统同时存在线性周期波解轨道、非线性周期波解轨道和孤立波解轨道. 与此同时, 借助数值模拟方法发现: 该多组分尘埃等离子体系统中仅存在振幅小于零的稀疏型孤立波, 且非线性尘埃声孤波的振幅、宽度及波形等传播特征均与马赫数
M
、多种粒子数密度、温度、电荷量、质量及...
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[Abstract]
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287
)
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一种低喷气量微气室喷嘴在激光尾场加速中的应用
张晓辉
,
吴玉迟
,
朱斌
,
王少义
,
闫永宏
,
谭放
,
于明海
,
杨月
,
李纲
,
张杰
,
温家星
,
周维民
,
粟敬钦
,
谷渝秋
2023, 72 (3): 035202.
doi:
10.7498/aps.72.20221868
摘要 +
激光尾场加速是一种利用超强飞秒激光与气体靶作用加速电子的新型加速技术, 经过40多年的发展已经日益成熟, 但是重复频率相比传统加速器还有很大的差距. 高重复频率加速是未来激光尾场加速的一个重要发展方向, 届时气体靶给真空系统带来的负载将不可忽视, 这可能会成为限制重复频率的重要因素. 本文设计了一种应用于中小规模激光器的微气室喷嘴, 并通过三维流体模拟对比了这种喷嘴和常用的超音速喷嘴的喷气量差异, 证明它不仅能够产生和超音速喷嘴类似的密度分布, 还能够大幅降低喷气量, 从而减小真空系统的负载, ...
citations
[Abstract]
(
287
)
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托卡马克理想导体壁与磁流体不稳定性
沈勇
,
董家齐
,
何宏达
,
潘卫
,
郝广周
2023, 72 (3): 035203.
doi:
10.7498/aps.72.20222043
摘要 +
为了探索等离子体磁流体力学(MHD)不稳定性的导体壁效应以及壁设计思想, 研究了基于HL-2A托卡马克偏滤器位形的、自由边界和多种形式的理想导体壁条件下的等离子体MHD不稳定性与装置MHD运行
β
极限. 在稳定性计算中, 考虑的是
n
= 1扭曲模, 该模对托卡马克等离子体MHD不稳定性有决定性的影响. 研究着眼于验证多种形状导体壁抑制内、外扭曲模的有效性, 观察运行
β
极限的变化, 并讨论分析相关物理. 研究发现在离等离子体适当距离处放置一个理想导体壁, 可有效抑制外扭曲模. 在壁与...
citations
[Abstract]
(
287
)
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15 MA Z箍缩装置真空磁绝缘传输线鞘层电子流分析
龚振洲
,
魏浩
,
范思源
,
洪亚平
,
吴撼宇
,
邱爱慈
2023, 72 (3): 035204.
doi:
10.7498/aps.72.20221901
摘要 +
基于建立的15 MA Z箍缩装置等效电路模型, 获得了外层磁绝缘传输线(magnetically-insulated transmission line, MITL)鞘层电子流分布规律: 从时间上看, 鞘层电子流幅值先减小、后增大, 波形呈“马鞍”型; 从空间上看, 鞘层电子流沿着功率流方向逐渐减小. 分析了MITL参数, 包括恒阻抗段真空阻抗、恒间隙段间距, 以及柱孔盘旋面位置半径对MITL末端鞘层电子流的影响. 计算结果显示: MITL末端鞘层电子流受MITL末端阻抗和柱孔盘旋面位置半径的影...
凝聚物质:结构、力学和热学性质
citations
[Abstract]
(
287
)
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阱接触对28 nm SRAM单粒子多位翻转的影响
江新帅
,
罗尹虹
,
赵雯
,
张凤祁
,
王坦
2023, 72 (3): 036101.
doi:
10.7498/aps.72.20221742
摘要 +
为研究纳米尺度下, 特征尺寸减小和阱接触布放方式对单粒子效应电荷收集机制的影响, 在北京HI-13串列加速器上开展了国产28 nm 静态随机存储器(SRAM)重离子单粒子效应辐照实验研究, 获得了不同线性能量转移(LET)值重离子垂直入射下的器件重离子单粒子位翻转截面、多位翻转百分比和多位翻转拓扑图形, 并与65 nm SRAM实验数据进行比对, 分析了28 nm SRAM重离子单粒子多位翻转物理机理. 结果表明, 在特征尺寸减小、工作电压降低等因素影响下, 器件重离子单粒子翻转阈值减小, 位翻...
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[Abstract]
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287
)
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MoS
2
/MoTe
2
垂直异质结的电荷传输及其调制
温恒迪
,
刘跃
,
甄良
,
李洋
,
徐成彦
2023, 72 (3): 036102.
doi:
10.7498/aps.72.20221768
摘要 +
二维材料异质结器件具有纳米级厚度及范德瓦耳斯接触表面, 因而表现出独特的光电特性. 本文构建了栅压可调的MoS
2
/MoTe
2
垂直异质结器件, 利用开尔文探针力显微镜(KPFM)技术结合电输运测量, 揭示了MoS
2
/MoTe
2
异质结分别在黑暗和532 nm激光照射条件下的电荷输运行为, 发现随着栅压的变化异质结表现出从n-n
+
结到p-n结的反双极性特征. 系统地解释了MoS
2
/MoTe
2
异质结的电荷输运机制, 包括n-n
+
结和p-n结在正偏和反偏下条件下的电荷输运过程、随栅压变化而发生的转变的结区...
封面文章
citations
[Abstract]
(
287
)
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高压导致纳米TiO
2
形变的电子显微研究
王飞
,
李全军
,
胡阔
,
刘冰冰
2023, 72 (3): 036201.
doi:
10.7498/aps.72.20221656
摘要 +
α
-PbO
2
相TiO
2
高压相具有适宜的带隙能和可见光范围的光催化能力, 是一种适用于可见光、高效且环保的光催化材料. 本文使用金刚石对顶压砧对锐钛矿纳米球进行加压-卸压处理得到了
α
-PbO
2
相TiO
2
高压相. 利用透射电子显微镜对比初始样品和卸压样品, 观察结果表明晶粒发生了明显形变, 高分辨图显示其晶粒中存在大量[100]方向层错和形变孪晶, 其中亚微米级晶粒中形成了透镜形片层结构的形变孪晶带; 纳米级晶粒中形成了扇形多重形变孪晶. 研究表明高压下锐钛矿TiO
2
可以发生明显的形变, 其形变的微...
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[Abstract]
(
287
)
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新型硒化锑薄膜太阳电池背接触优化
李学锐
,
林俊辉
,
唐戎
,
郑壮豪
,
苏正华
,
陈烁
,
范平
,
梁广兴
2023, 72 (3): 036401.
doi:
10.7498/aps.72.20221929
摘要 +
硒化锑(Sb
2
Se
3
)具有低毒、原材料丰富和光电性能优异等优点, 被认为是最具有发展潜力的薄膜太阳电池光吸收层材料之一. 但目前Sb
2
Se
3
薄膜太阳电池光电转换效率与碲化镉、铜铟镓硒和钙钛矿等太阳电池相比仍存在较大差距. 限制Sb
2
Se
3
薄膜太阳电池光电转换效率进一步提升的关键因素之一是, 太阳电池结构中Mo背电极和Sb
2
Se
3
薄膜构建的背接触界面处容易形成较高的势垒, 降低载流子的抽取效率. 本工作则对Mo背电极进行热处理生成缓冲层MoO
2
薄膜, 发现缓冲层MoO
2
的引入, 可有效地促进Sb
2
...
凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
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[Abstract]
(
287
)
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Cd
0.96
Zn
0.04
Te光致载流子动力学特性的太赫兹光谱研究
李高芳
,
廖宇奥
,
崔昊杨
,
黄晨光
,
王晨
,
马国宏
,
周炜
,
黄志明
,
褚君浩
2023, 72 (3): 037201.
doi:
10.7498/aps.72.20221896
摘要 +
采用光抽运-太赫兹探测技术研究Cd
0.96
Zn
0.04
Te的载流子弛豫和瞬态电导率特性. 在中心波长800 nm的飞秒抽运光激发下, Cd
0.96
Zn
0.04
Te的载流子弛豫过程用单指数函数进行了拟合, 其载流子弛豫时间长达几个纳秒, 且在一定光激发载流子浓度范围内随光激发载流子浓度的增大而减小, 这与电子-空穴对的辐射复合有关. 在低光激发载流子浓度 (4.51×10
16
—1.81×10
17
cm
–3
)下, Cd
0.96
Zn
0.04
Te的太赫兹(terahertz, THz)瞬态透射变化率不随...
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[Abstract]
(
287
)
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基于拓扑绝缘体纳米线约瑟夫森结的反常临界超流增强和半整数夏皮洛台阶
侯延亮
,
王翔
,
孙晓培
,
吕力
2023, 72 (3): 037401.
doi:
10.7498/aps.72.20222072
摘要 +
基于拓扑绝缘体材料的约瑟夫森结是寻找马约拉纳零能模的候选器件, 因而受到拓扑量子计算研究领域的关注. 这方面实验的关键之一, 是制备具有优质结区的约瑟夫森器件. 本工作在三维拓扑绝缘体Bi
2
Te
3
和Bi
2
(Se
x
Te
1–
x
)
3
纳米线上制作了约瑟夫森结器件, 研究了其结区的超导邻近效应、多重安德列夫反射和超流-相位关系, 观测到了约瑟夫森结的临界超流随磁场增大而反常地增大、其交流约瑟夫森效应出现半整数的夏皮洛台阶的实验结果. 本文还讨论了这些反常现象的可能来源, 特别是与结区界面处超导电极的Ti缓...
citations
[Abstract]
(
287
)
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PDF
F
4
TCNQ/MoS
2
纳米复合异质材料的表面结构对SERS的影响
刘文英
,
王公堂
,
段鹏怡
,
张文杰
,
张灿
,
胡晓璇
,
刘玫
2023, 72 (3): 037402.
doi:
10.7498/aps.72.20221958
摘要 +
表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)已广泛应用于食品和药物检测、生物和医学传感等领域. 而非金属SERS基底的研究近年来逐渐成为SERS领域研究的热点. 本文研究了2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基喹二甲烷(F
4
TCNQ)对二硫化钼(MoS
2
)薄膜SERS活性的调制作用. 不同纳米结构的F
4
TCNQ可以影响从MoS
2
表面转移的电子的束缚能力, 从而改变F
4
TCNQ/MoS
2
纳米复合材料表面局部功函数分布, 表现出不同的SER...
citations
[Abstract]
(
287
)
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PDF
V
2
O
5
-Al
2
O
3
助烧剂对低温烧结Li-Zn微波铁氧体性能的影响
王晓艺
,
王希
,
王俊
,
程德强
,
王悦
2023, 72 (3): 037501.
doi:
10.7498/aps.72.20221723
摘要 +
随着现代无线通信技术的进步, 微波通信器件向小型化、一体化方向发展, 其中低温共烧陶瓷/铁氧体技术是关键所在. 针对适用于雷达移相器中的Li-Zn微波铁氧体, 本文通过加入V
2
O
5
-Al
2
O
3
(VA)助烧剂实现低温烧结(低于950 ℃), 并研究助烧剂添加量及烧结温度对于材料晶体结构、微观形貌以及磁性能(饱和磁感应强度、矫顽力、铁磁共振线宽等)的影响. VA助烧剂的参与可以在降低烧结温度的同时维持Li-Zn微波铁氧体的尖晶石晶体结构, 并能促进晶粒的生长, Li-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸由最初的...
citations
[Abstract]
(
287
)
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正丙醇、正丁醇和正辛醇中Debye弛豫动力学的测量与分析
王丽娜
,
赵兴宇
,
尚洁莹
,
周恒为
2023, 72 (3): 037701.
doi:
10.7498/aps.72.20221856
摘要 +
单羟基醇具有其他液体通常所不具备的Debye弛豫过程, 随着研究工作的开展, 一些与之相关的新现象和新问题也逐渐被发现, 深化了对物质结构和动力学的认知. 为了进一步研究Debye弛豫过程的动力学及其受分子构成影响的情况, 本文通过介电谱方法对3种无支链无侧基伯醇中的Debye弛豫进行测量与分析, 揭示了该过程的一些变化规律. 在正丙醇、正丁醇和正辛醇这3种伯醇中Debye过程的特征温度、Vogel-Fulcher-Tammann (VFT)温度的倒数和强度参量以及弛豫单元在高温极限下的激活能和...
编辑推荐
citations
[Abstract]
(
287
)
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相场法探究铁电体涡旋拓扑结构与准同型相界
刘钟磊
,
曹津铭
,
王智
,
赵宇宏
2023, 72 (3): 037702.
doi:
10.7498/aps.72.20221898
摘要 +
钙钛矿晶体结构决定了铁电陶瓷铁电性的出现和极化方向的确定, 当极化方向具有一定规律的排序时, 不同电畴结构会组合形成具有特定形貌的多粒子系统, 即存在于铁电体中的拓扑结构. 本研究通过相场法, 模拟了不同迟滞电场和厚度下铌酸钾钠(
K
0.5
N
a
0.5
N
b
O
3
)薄膜的电畴结构并进行观察, 根据电场下电畴结构的不同翻转路径将电畴翻转分为快速和慢速翻转阶段, 基于此提出先确定所需实验的电畴翻转状态再进行定向...
citations
[Abstract]
(
287
)
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基于分数阶Tikhonov正则化的激光吸收光谱燃烧场二维重建光路优化研究
庞维煦
,
李宁
,
黄孝龙
,
康杨
,
李灿
,
范旭东
,
翁春生
2023, 72 (3): 037801.
doi:
10.7498/aps.72.20221731
摘要 +
为探究基于激光吸收光谱技术的燃烧场二维测量光路布置方式, 实现有限投影下更精确的燃烧场二维重建, 根据分数阶微积分理论, 提出一种基于分数阶Tikhonov正则化的光路优化方法. 将经典的整数阶Tikhonov正则化推广到分数阶模式, 建立了基于分数阶Tikhonov正则化的光路设计目标函数. 利用遗传算法分析(0, 1)范围内不同阶数的计算结果, 得到最佳光路布置方式. 采用近红外波段7185.6 cm
–1
的H
2
O特征吸收谱线结合20条测试光路对10×10离散化网格区域进行计算, 对比分析五种...
物理学交叉学科及有关科学技术领域
citations
[Abstract]
(
287
)
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带有垂直石墨烯的金属热电堆红外探测器
李凯
,
孙捷
,
杜在发
,
钱峰松
,
唐鹏昊
,
梅宇
,
徐晨
,
严群
,
柳鸣
,
李龙飞
,
郭伟玲
2023, 72 (3): 038101.
doi:
10.7498/aps.72.20221564
摘要 +
热电堆红外探测器主要是由热电偶为基本单元所构成的一种探测器件, 因其原理简单、工作时不需要冷却设备等优势已被广泛应用在生产生活的各个方面. 然而, 传统热电堆器件所选用材料的吸收率通常处在较低水平, 并且大部分与微加工工艺不兼容. 在此, 本文设计提出了一种带有垂直石墨烯(vertical graphene, VG)的金属热电堆红外探测器. 通过等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)生长VG并将其保留在器件的热...
编辑推荐
citations
[Abstract]
(
287
)
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多晶金刚石薄膜硅空位色心形成机理及调控
李俊鹏
,
任泽阳
,
张金风
,
王晗雪
,
马源辰
,
费一帆
,
黄思源
,
丁森川
,
张进成
,
郝跃
2023, 72 (3): 038102.
doi:
10.7498/aps.72.20221437
摘要 +
金刚石硅空位色心在量子信息技术和生物标记领域有重要应用前景. 本文对硅衬底上多晶金刚石生长过程中硅空位色心形成机理及调控方法进行研究. 通过改变金刚石生长氛围中的氮气和氧气比例, 实现了对硅空位色心发光强度的有效调控, 所制备系列多晶金刚石样品的光致发光光谱显示, 硅空位色心荧光峰与金刚石本征峰的比值最低为1.48, 最高可达334.46, 该比值与金刚石晶粒尺寸正相关. 进一步用光致发光面扫描和拉曼面扫描分析样品可知, 多晶金刚石中的硅应来自于硅衬底, 在多晶金刚石生长过程中, 衬底硅单质先扩...
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
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带电微粒在滤膜附近的定向运动
周宏伟
,
欧阳文泽
,
徐升华
2023, 72 (3): 038201.
doi:
10.7498/aps.72.20220567
摘要 +
滤膜在过滤和分离领域具有非常广泛的使用, 但滤膜对溶液中的组分具有吸引或排斥作用, 导致粒子产生定向运动, 进而在膜附近产生粒子富集或“粒子禁区”等截然不同的效应, 目前对此认识尚不清楚, 粒子浓度分布不能实时准确测量是其中最大的困难. 本文以表面带负电荷的胶体粒子为模型物质, 利用胶体粒子结晶后粒子浓度可以实时原位测量的优势, 研究了纤维素滤膜对粒子运动行为的影响规律. 研究结果发现带电微粒会自发地在滤膜表面产生富集, 滤膜中微量阴阳离子释放导致的扩散泳效应是微粒朝向滤膜产生定向运动的主要原因...
citations
[Abstract]
(
287
)
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基于铝纳米颗粒修饰的非晶氧化镓薄膜日盲紫外探测器
况丹
,
徐爽
,
史大为
,
郭建
,
喻志农
2023, 72 (3): 038501.
doi:
10.7498/aps.72.20221476
摘要 +
近年来, 宽带隙半导体材料氧化镓在日盲紫外探测领域的应用引起了广泛关注. 本文基于溶液法制备了非晶氧化镓薄膜, 采用紫外光退火的方式降低了薄膜的制备温度, 并且通过铝颗粒修饰氧化镓薄膜表面, 提升了氧化镓紫外探测器的性能. 紫外退火的方式可将氧化镓薄膜的制备温度降至300 ℃, 有望实现柔性器件的制备. 当沉积铝膜厚度在3—5 nm时, 可获得分布均匀、直径为2—3 nm的铝颗粒, 经修饰的氧化镓薄膜表现出优秀的光电响应性能和日盲探测特性. 在254 nm光照下, 最大光暗电流比可达2.55×1...
citations
[Abstract]
(
287
)
HTML
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石墨烯电极弯折对2-苯基吡啶分子器件负微分电阻特性的调控和机理
邢海英
,
张子涵
,
吴文静
,
郭志英
,
茹金豆
2023, 72 (3): 038502.
doi:
10.7498/aps.72.20221212
摘要 +
采用非平衡格林函数结合密度泛函理论探讨了以锯齿型石墨烯纳米带为电极、2-苯基吡啶分子为中心区的分子器件电子输运性质. 分析
I
-
V
特性及透射谱随偏压的变化表明, 电极弯折能够调控器件负微分电阻特性, 使器件峰值电压(
V
p
)减小、电流峰谷比(PVR)增大, 当电极弯折角度为15°时, 器件获得低峰值电压(0.1 V)、高电流峰谷比(12.84)的负阻特性. 平衡态下器件的透射谱、态密度、散射态实空间分布图及投影态密度解释了器件负阻特性被调控源于电极弯折使器件中心分子与电极间的波函数交叠发生变化, 导...
更正
citations
[Abstract]
(
287
)
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PDF
更正: 磁电机械天线的阻抗特性分析[ 2022, 71(24): 247502]
宋凯欣
,
闵书刚
,
高俊奇
,
张双捷
,
毛智能
,
沈莹
,
储昭强
2023, 72 (3): 039901.
doi:
10.7498/aps.72.039901
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