物理學進展最新期刊目錄

實驗室天體物理中磁場的測量方法————作者：施川奇;袁大偉;趙剛;

摘要：磁場在天體中是普遍存在的，如地球、太陽、超新星遺跡、星云、巨星、中子星和黑洞等。但是目前天體磁場還存在許多的未解之謎，例如種子磁場是如何產生的？磁場是如何被放大的？隨著高功率、大能量激光裝置的出現，實驗室天體物理為研究這些問題提供了一種全新的方法，即在實驗室產生和天體或周圍環境類似的極端物理條件，對天體物理問題進行實驗室研究，它具有近距、主動、條件可控和可重復性等優點。在相似定標率下，利用實驗室激...

超越硅基器件的二維晶體管：從理論到實驗————作者：李鴻;徐琳;邱晨光;呂勁;

摘要：由于嚴重的短溝道效應，硅基晶體管在柵長小于10 nm的時候，不能很好地工作，摩爾定律面臨失效的風險。比起體半導體材料，二維材料具有更好的靜電特性和載流子遷移率。密度泛函理論和非平衡格林函數方法結合的第一性原理量子輸運模擬是描述納米尺度晶體管輸運的最精確的理論工具。基于第一性原理量子輸運模擬預測理想狀態下的二維材料晶體管的性能優于硅基晶體管，能夠滿足國際半導體技術線路圖及國際器件和系統線路圖未來十年...

二維多鐵性材料及其磁電性質的研究進展————作者：鄭鴻倩;胡婷;黃呈熙;杜永平;萬逸;

摘要：近年來，兼備鐵磁性和鐵電性的多鐵性材料因展現出新穎且豐富的物理特性，以及在信息存儲、傳感技術等領域的廣泛潛在應用，已吸引了眾多研究者的密切關注。隨著對多鐵性材料性質理解的深化，研究者們開始致力于探索其在更小尺度上的行為表現，特別是針對二維材料的研究。相較于三維材料，二維材料憑借其獨特的結構特征和顯著的尺度效應，通常在力學、光學、熱學及磁學性能上展現出更為優越的表現。然而，值得注意的是，當前關于二維...

激光驅動磁重聯實驗中質子成像技術診斷電磁場的研究進展————作者：韓波;

摘要：磁重聯過程是一種非常重要的等離子體物理過程，激光驅動磁重聯實驗是現在研究磁重聯過程的一個重要手段。質子成像技術能夠精確地診斷等離子體的磁場結構，被廣泛應用于激光驅動磁重聯實驗中。現在主要發展出流量分析和粒子追蹤兩種方法通過實驗中的質子成像結果重構磁重聯區域的磁場結構。研究人員從開始定性地分析實驗結果，現在能夠較精確地反演出磁場的大小和結構分布，這對研究磁重聯過程的物理性質提供了很大的幫助。本文回顧...

電子發展簡史————作者：石鋒;劉金華;張靈翠;徐越;婁有信;沈燕;趙金博;

摘要：電子是組成原子的不可分割的一部分。古人認為原子不可再分，直到19世紀末，湯姆遜才發現了電子的存在，證明原子是可再分割的。電子的波動性、電子自旋以及正電子的發現經歷了一段復雜而曲折的歷史，這些重大的科學突破最終促成了多項諾貝爾物理學獎的頒發。電子的發現，對量子力學的誕生起到了重要的促進作用。正是在探索原子結構模型的過程中，科學家們逐步發展出了量子力學和量子場論。電子的發現極大地推動了人們對材料的認識...

細胞剛度測試的技術與應用————作者：薛轉轉;胡歡;Oleksiy Penkov;

摘要：細胞剛度的測量在生物學、醫學和材料科學等多個領域具有重要意義。為理解細胞的生物力學性質及其功能，本文首先探討了測量細胞剛度的重要應用領域，包括組織工程、軟骨病診斷、癌癥診斷以及藥物的開發，其次詳細介紹了五種主要的測量技術：微柱陣列(MTFM)法、光鑷(OT)法、磁鑷(MT)法、原子力顯微鏡(AFM)測量法、生物膜力探針(BFP)測量法，并展望了這五種技術在現實應用中的潛力及挑戰。AFM以其納米級的...

宏量制備導電屬性可控的高質量單壁碳納米管————作者：楊可漢;王超;袁國文;高力波;

摘要：單壁碳納米管(SWCNTs)由于其優異的電導、機械和熱學性能，具備廣泛應用前景。目前，浮動催化劑化學氣相沉積法(FCCVD)是大規模制備SWCNTs的常用方法。然而，利用該方法獲得的SWCNTs的純度和質量不足，并且樣品的導電屬性可控性差，金屬單壁碳納米管(mSWCNTs)與半導體單壁碳納米管(s-SWCNTs)并存，限制了其進一步應用。為了連續化生長高質量、高純度，具備單一導電屬性的SWCNTs...

二維電子材料中的二階拓撲絕緣體（英文）————作者：馮曉冉;牛成旺;黃柏標;戴瑛;

摘要：高階能帶拓撲不僅豐富了我們對拓撲相的理解，還揭示了新奇的低維邊界態，這在下一代器件應用中具有巨大潛力。二維材料獨特的電子結構和可調控特性使其成為實現二階拓撲絕緣體（SOTIs）的理想平臺。本文概述了二維電子材料領域中SOTIs的研究進展，重點介紹了高階拓撲特性的表征以及理論研究中提出的眾多候選材料。這些研究不僅增強了我們對高階拓撲態的理解，還豐富了實驗中可行的候選材料

太赫茲波對神經遞質突觸傳遞過程影響的研究進展————作者：陳晨;丁泓銘;馬余強;

摘要：太赫茲波是一種介于微波和紅外波之間的電磁波，因其強穿透性、非電離性和強吸收性等物理特性，在非接觸式調控突觸傳遞過程中展現出巨大應用潛力。突觸傳遞過程與神經退行性疾病密切相關，因此，深入了解太赫茲波對這一過程的影響，對于預防和治療相關疾病具有重要指導意義。本文首先詳細介紹了太赫茲波的物理特性、生物效應及突觸傳遞的相關概念，隨后重點討論了太赫茲波在突觸前、突觸間隙和突觸后三個階段對神經遞質傳遞的影響。...

基于鹵化物鈣鈦礦的圖像傳感器————作者：張強;董昊田;包春雄;

摘要：圖像傳感器在生產生活中被廣泛使用，例如X射線傳感器被廣泛應用于醫療影像和安全檢查；可見光傳感器可以應用于人臉識別和智能設備；近紅外傳感器在生物識別中不可或缺。目前上述的圖像傳感器主要使用基于硅、鍺或者Ⅲ～Ⅴ族等半導體的光電探測器，這些傳感器都存在一些不足之處，比如彩色圖像傳感器存在光利用率低、會產生摩爾紋等問題。金屬鹵化物鈣鈦礦作為一種優異的光電半導體材料，由于具有光吸收系數高、帶隙可調、缺陷容忍...

BiCuXO(X=S、Se、Te)晶體的電輸運與熱輸運性質研究————作者：田浩;董松濤;李伊馳;呂洋洋;周健;陳延彬;姚淑華;

摘要：BiCuXO(X=S、Se、Te)作為層狀氧化物，具有良好的電輸運性能以及低的熱導率，是一種潛在的性能優異的熱電材料。材料物理性能的優化離不開對晶體本征性能的研究。本文首先詳細介紹BiCuXO晶體的生長工藝，通過生長方法和元素摻雜調節載流子濃度，改善其電輸運性質，并與文獻報道的陶瓷樣品進行了對比。其次介紹BiCuXO晶體的電輸運性能和熱輸運性能，電輸運性能主要包括導電行為、散射機制及磁阻演化；熱輸...

二維范德瓦耳斯反鐵磁體系超快自旋動力學研究進展————作者：李金陽;武方亮;張琦;

摘要：反鐵磁體具有太赫茲頻段的高速自旋響應和對外磁場的魯棒性，被視為下一代高速、高密度自旋信息器件的潛在材料。近年來，二維范德瓦耳斯磁性系統因其豐富的反鐵磁基態和多樣的物性調控手段而備受關注，成為探索低維反鐵磁物理的理想平臺。在這些二維反鐵磁體系中實現超快自旋動力學的探測與調控對于推動高速自旋電子器件的應用至關重要。由于反鐵磁體在宏觀尺度上不表現出凈磁矩，常規磁光探測技術難以直接觀測其平衡態下的性質。然...

物理學進展 第44卷 總目錄

摘要：<正>~

鹵化物鈣鈦礦單晶及光電探測器：研究進展和挑戰————作者：孫悅;黃小芮;賀圣榮;邢軍;

摘要：近年來，由于金屬鹵化物鈣鈦礦材料展現出了優異的光學和電學特性(如高吸收系數、長載流子擴散長度、小激子結合能、高缺陷容限、可調帶隙等性質)，以及其具有低成本的溶液制備工藝，使其在光探測、光電轉換和光發射等領域取得了巨大的科研進展。與鈣鈦礦多晶薄膜相比，鈣鈦礦單晶具有更長的載流子壽命、更高的載流子遷移率、更長的擴散長度、更低的陷阱密度等優勢，從而促進了近十幾年來鈣鈦礦單晶制備和優化的相關研究，并將高質...

工作記憶的機制與建模方法————作者：楊帆;錢睿昕;王濤;

摘要：工作記憶是人類認知功能的重要組成部分，涉及在短時間內對信息的存儲和加工。延遲響應實驗是研究工作記憶的基本實驗范式之一，通過在刺激信息與行為決策之間設置一段延遲期，人們可以探究工作記憶系統在延遲期間維持和操縱信息的神經機制。本文概述了延遲響應實驗范式，介紹了作為工作記憶關鍵機制的吸引子動力學。文章系統介紹了兩種常用的工作記憶網絡分析方法：運動軌跡追蹤法和勢能景觀與環流理論。最后，我們總結了兩種動力學...

基因轉錄調控中的輸入輸出關系研究————作者：周一凡;孔令行;吳人杰;劉鋒;

摘要：細胞對環境變化的感知和響應是生命活動的核心。基因轉錄是細胞將外部信號轉化為基因表達輸出的關鍵環節，是理解細胞行為的關鍵。為了解析轉錄動力學和建立動態的輸入輸出關系，研究者提出多種轉錄模型來探究基因對動態調控信號的響應機制。本文將介紹常見的轉錄模型，展示其計算框架，并詳細闡述對應的m RNA數量和轉錄事件持續時間的分布，這對于深入理解輸入輸出關系和探索潛在的響應機制有重要意義。本文綜述不同類型的啟動...

一維自旋軌道耦合費米氣體的研究進展————作者：蔡啟鵬;張偉偉;林良偉;許益廣;陳紫軒;王小生;于海鵬;方小紅;張義財;劉超飛;

摘要：在超冷費米氣體中，通過調節自旋軌道耦合的強度，使其與費米能量相當，可以產生許多新奇的量子效應。在過去幾十年里，學者對于一維自旋軌道耦合誘導的費米氣體進行了大量的理論和實驗研究。與高維自旋軌道耦合相比，一維自旋軌道耦合雖然顯得比較簡單，但它是實驗上探索基本量子物理現象的最可靠和最易行的工具。本文系統地整理了理論工作中一維自旋軌道耦合下費米氣體的有趣物理現象。包括動力學振蕩和孤子效應、拓撲超流、Maj...

基于二維Janus GeS雙層鐵電隧道結的電子輸運（英文）————作者：孫康;別潔;呂洋洋;陳爽;法偉;

摘要：二維范德華Janus材料兩側為不同原子，使得其具有內稟的結構不對稱性和面外極化。一類新型的二維Janus材料GeS被發現可用于制備低能耗、高響應速度的鐵電隧道結。基于第一性原理計算，我們發現Janus GeS雙層有三種堆疊模式，它們的橫向滑動和垂直位移都可以調節隧道結中的電子輸運。此外，基于GeGe接觸的GeS雙層的鐵電隧道結表現出最高的開/關比。我們的研究將滑移鐵電的概念擴展到一類新型的二維范德...

壓電材料中表面聲波的波速測量與調制————作者：王任飛;劉蕭;吳蒙蒙;林熙;劉陽;

摘要：三維固體中除了存在人們熟知的體聲波傳播模式，還存在能量集中在二維界面的表面聲波傳播模式。我們利用砷化鎵襯底的壓電和逆壓電效應，通過平面叉指實現了射頻電磁波和表面聲波之間的相互轉化，并搭建超外差電路完成了在邊長僅4 mm的樣品上表面聲波波速的測量，結果為(2.9±0.1) km/s。我們還制作了基于壓電陶瓷的單軸應力腔，可以對樣品施加最大約為10-4的單軸應變，并觀測到了應變對表面聲波波速的影響。我...

電子結構對單原子催化劑電催化性能影響的研究進展（英文）————作者：何月軒;王同輝;文子;蔣青;

摘要：單原子催化劑由于其獨特的電子結構和最高的原子利用率，在各種催化體系中具有廣闊的應用前景。調節SACs催化劑的電子結構是其進一步發展的關鍵，可以通過調節電子性質來優化催化劑的吸附能和鍵能，從而提高催化活性和穩定性。本文通過SACs的電子結構及其相關知識，對SACs在催化中的作用有了全面的了解。由于電催化是一種減少碳排放和利用可再生能源的技術，并且作為解決日益嚴重的空氣污染問題的方法而受到越來越多的關...

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