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物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所
物理学报

中国物理学会，中国科学院物理研究所

欧阳钟灿

半月刊

1000-3290

wulixb@aphy.iphy.ac.cn

010-82649294

100190

北京603信箱

物理学报/Journal Acta Physica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>刊登物理学科各领域中原创性成果的前沿研究综述、研究快讯及研究论文。该刊以论文水平高、创新性强，发表速度快的特点，受到国内外物理学工作者的高度重视，被国际著名的SCI等17种核心检索系统收录。2004年在SCI数据库中，影响因子为1.250。该刊被引频次已连续5年居中国物理类期刊第一位，已达到国际期刊的中上水平。在中信所数据库中，该刊被引频次和影响因子已连续7年居中国物理类期刊第一位，曾多次被评为中国科学院优秀期刊一等奖，荣获首届、第二届、第三届国家期刊奖，2001年荣获中国期刊方阵“双高”（高知名度，高学术水平）期刊和2001，2002，2003，2004，2005年百种中国杰出学术期刊奖。　　　 欢迎各省、市、县图书情报界、科技教育界、高科技企业界及广大物理学工作者订阅。
正式出版
收录年代

    MXenes等离激元诱导热载流子产生与输运温度依变性

    见超超马向超赵子涵张建奇...
    303-314页
    查看更多>>摘要：MXenes可以实现大规模合成且具有诸多优异光电特性,被用于构建各种结构和功能独特的热载流子光电探测器件.然而,变温环境条件下 MXenes并不稳定,一方面环境温度升高会加速材料氧化降解,另一方面温度变化可能影响光电器件的寿命和性能稳定性,目前 MXenes温度不稳定性受到越来越多关注.鉴于实验研究变温条件下 MXenes热载流子性质的局限,本文基于多体微扰理论和量子力学理论,研究环境温度对电子态分布和散射效应的影响.从表面等离激元非辐射衰减角度出发,采用第一性原理计算量化热载流子的产生效率、能量分布和输运,系统研究了 MXenes表面等离激元诱导热载流子的环境温度依变特性.结果表明,MXenes中带间跃迁和声子协助电子跃迁共同高效率产生了高能热空穴主导的热载流子,且表现出与硼烯媲美的长寿命和输运距离.环境温度升高显著提高了红外波段的热载流子产生效率,同时可见光波段的热空穴表现出优异环境温度稳定性.此外,环境温度升高降低了热载流子的寿命和输运距离,主要源于增强的电子与光学声子散射效应.

    MXenes热载流子温度特性介电函数

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    基于合成维度拓扑外尔点的波长选择热辐射超构表面

    赖镇鑫张也仲帆王强...
    315-324页
    查看更多>>摘要：黑体辐射通常具有覆盖整个红外波长范围的宽带光谱,导致红外波段的大部分能量不能有效利用,降低了辐射效率.近年来,具有二维亚波长人工纳米结构的超构表面因其在调节光学特性方面的灵活性而得到广泛研究,这为调控热辐射提供了一个理想的平台.在超构表面中,采用合成维度方法为热辐射的精细调控开辟了新路径,尤其突显了超越传统三维体系的物理特性和丰富的拓扑物理.相比于在三维系统中探索物理现象,研究一维或二维系统更为可行和高效.合成维度的方法通过引入系统的结构或物理参数,为操控光子系统中的内在自由度提供了可能性.本文研究了利用合成维度方法实现波长选择热辐射.首先在超晶格模型中构建合成拓扑外尔点,通过角分辨热辐射谱(ARTES)对合成外尔锥进行实验表征,在实现了合理的波长选择热辐射的同时能够尽可能地抑制其他波长的辐射,对于实际的红外应用,如热光伏和热管理装置,是必不可少的.

    热辐射超表面超晶格合成维度

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    各向异性界面动力学对深胞晶生长形态稳定性的影响

    孙思杰蒋晗
    325-335页
    查看更多>>摘要：本文采用匹配渐近法和多重变量法,基于深胞晶生长的定常解,在考虑了各向异性界面动力学后,导出胞晶界面扰动振幅变化率满足的色散关系式及界面形态满足的量子化条件,研究在各向异性界面动力学的影响下定向凝固过程中深胞晶生长界面形态的稳定性.结果表明,考虑了各向异性界面动力学的深胞晶体生长的定向凝固系统包含两种整体不稳定机制:整体振荡不稳定机制和低频不稳定机制.通过稳定性分析发现,低阶近似下各向异性界面动力学对整体振荡不稳定机制有着显著影响,随着各向异性界面动力学参数的增大,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体振荡不稳定区域减小.同时,界面动力学各向异性参数对系统整体波动不稳定性的影响随着界面动力学参数的增大而增大.

    深胞晶生长界面动力学稳定性

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    二维BeB2作为镁离子电池阳极材料的理论研究

    李欣悦高国翔高强刘春生...
    336-345页
    查看更多>>摘要：为了加快镁离子电池的开发与应用,寻找合适的镁离子电池阳极材料势在必行.此外,具有较低摩尔质量的阳极材料有利于获得较高的理论存储容量.因此,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算系统地研究了BeB2 单层材料作为镁离子电池阳极的潜力.计算结果表明,基于声子谱检测,BeB2 结构展现了优异的动力学稳定性.此外,从BeB2 的能带结构可以看到清晰的狄拉克锥,表明其具有良好的导电性能.BeB2 可以稳定吸附镁离子,并且镁离子在该材料上表现了较低的扩散势垒(0.04 eV),这意味着更快的充放电速率.重要的是,BeB2 展现了超高的理论容量(5250 mA·h·g-1)、较低平均开路电压(0.33 V)以及较小的体积膨胀(2%).此外,Mg离子在双层BeB2 结构中的吸附能为-1.38—-2.24 eV,扩散势垒为 0.134—0.84 eV.综合以上性能,我们相信BeB2 可以作为一种优秀的镁离子电池阳极材料.

    镁离子电池二维材料第一性原理计算

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    功率金属-氧化物半导体场效应晶体管静电放电栅源电容解析模型的建立

    苏乐王彩琳谭在超罗寅...
    346-359页
    查看更多>>摘要：在实际静电放电测试时,发现各种功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的静电放电测试结果均呈现出正反向耐压不对称现象,而人体与器件接触时的静电放电过程是不区分正反向的.正反向耐压差异较大对于功率MOSFET或作为静电放电保护器件来说都是无法接受的,其造成器件失效的问题格外凸显.本文通过建立SGT-MOSFET,VUMOSFET和VDMOS在静电放电正反向电压下的栅源电容解析模型,对比分析了三种功率MOSFET器件静电放电正反向耐压不对称及其比值不同的原因,为器件的静电放电测试及可靠性分析提供了理论依据.

    功率金属-氧化物半导体场效应晶体管静电放电栅源电容解析模型

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    基于GaSe/Ga2O3异质结的自供电日盲紫外光电探测器

    宿冉奚昭颖李山张嘉汉...
    360-367页
    查看更多>>摘要：氧化镓(Ga2O3)作为超宽禁带半导体在深紫外探测领域有极其重要的应用价值.它能与GaSe形成典型的Ⅱ型异质结构,促进载流子分离与传输,进而实现高性能的自供电探测.本文利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术在蓝宝石衬底上生长了Ga2O3 薄膜,并采用布里奇曼技术在氧化镓薄膜上生长了GaSe薄膜,构建了GaSe/β-Ga2O3 异质结光电探测器,分析其中涉及的光物理与界面物理问题.该探测器对深紫外光有很好的响应性能,在8V的电压下器件的暗电流仅为1.83 pA,254 nm光照下的光电流达到了6.5 nA,且UV-C/可见光(254 nm/600 nm)的抑制比约为354,即使在很小的光照强度下,响应度和探测度也达到了1.49 mA/W和 6.65×1011 Jones.同时,由于结界面上的空间电荷区形成的光伏效应,该探测器在零偏压下表现出自供电性能,开路电压为 0.2 V.此外,探测器有很好的灵敏度,无论是在电压恒定的条件下用不同光强的光照射探测器,还是在光强恒定条件下改变电压,器件都能快速响应.

    光电探测器氧化镓硒化镓自供电

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    532nm响应增强的AlGaAs光电阴极

    王东智张益军李诗曼童泽昊...
    368-376页
    查看更多>>摘要：AlGaAs光电阴极具有响应速度快和光谱响应范围可调的特性,可被应用于水下光通信领域.为了解决AlGaAs发射层较低的光吸收限制其量子效率提高的问题,利用分布式布拉格反射镜(DBR)结构对特定波长光的反射作用,将透过光重新反射回发射层进一步提高吸收率,从而增强阴极在532 nm波长处的响应能力.通过求解一维连续性方程,建立了具有DBR结构的AlGaAs光电阴极光谱响应模型.采用时域有限差分法,分析了DBR结构中子层周期对数、子层材料以及发射层、缓冲层厚度对发射层吸收率的影响,对比了有无DBR结构AlGaAs光电阴极的光吸收分布.结果表明,周期对数为20、子层材料为Al0.7Ga0.3As/AlAs的DBR结构对532 nm光的反射效果最优.基于该DBR结构,发射层和缓冲层厚度分别为495 nm和50 nm时,发射层对532 nm光具有最佳吸收率.通过对外延生长的AlGaAs光电阴极进行激活实验,结果表明具有DBR结构的AlGaAs光电阴极在532 nm波长处的光谱响应率相比无DBR结构的AlGaAs光电阴极光谱响应率提升了约1倍.

    AlGaAs光电阴极分布式布拉格反射镜光谱响应光吸收

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    电子在自旋-轨道耦合调制下磁受限半导体纳米结构中的传输时间及其自旋极化

    温丽卢卯旺陈嘉丽陈赛艳...
    377-384页
    查看更多>>摘要：通过考虑构筑在半导体GaAs/AlxGa1-xAs异质结上的磁受限半导体纳米结构中的塞曼效应和自旋-轨道耦合,本文采用理论分析和数值计算相结合的方法研究了电子的传输时间与自旋极化.利用矩阵对角化和改进的转移矩阵方法,数值求解电子的薛定谔方程;采用H.G.Winful理论求电子的居留时间,并计算自旋极化率.由于塞曼效应与自旋-轨道耦合,电子的居留时间明显地与其自旋有关,因此可在时间维度上分离自旋、实现半导体中电子的自旋极化.因为半导体GaAs的有效g-因子很小,电子自旋极化主要源于自旋-轨道耦合,大约为塞曼效应引起的自旋极化的 4倍.由于电子的有效势与自旋-轨道耦合的强度有关,电子的居留时间及其自旋极化可通过界面限制电场或应力工程进行有效调控.这些有趣的结果不仅对半导体自旋注入具有参考价值,而且还可为半导体自旋电子学器件应用提供时间电子自旋分裂器.

    半导体自旋电子学磁调制半导体纳米结构自旋-轨道耦合居留时间

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    二维激子-极化子凝聚体中冲击波的产生与调控

    王金玲张昆林机李慧军...
    385-393页
    查看更多>>摘要：由于半导体微腔中形成的激子-极化子凝聚体能在室温实现,且具有非平衡、强相互作用等特性,其成为研究非平衡量子系统非线性特性的一个理想平台.本文采用谱方法与四阶龙格库塔法,探究二维极化子凝聚体中产生和调控冲击波的方案.发现,若在高凝聚率时淬火凝聚体与热库之间的交叉相互作用,可将初始制备的亮孤子调制成两种波速不同的旋转对称型冲击波,而初始的类暗孤子只能转变成单一波速的旋转对称型冲击波;若淬火外势,则可将类暗孤子转化成各向异性的超声速冲击波,并给出冲击波对外势宽度的依赖关系.若在低凝聚率时调控外势和非相干泵浦,可在均匀凝聚体中激发出多种各向异性冲击波,还可通过它们的振幅调控冲击波的波数和振幅,并展示了激发冲击波所需外势或非相干泵浦的宽度范围.文中方案不仅为激子-极化子凝聚体中产生和调控冲击波提供理论指导,找到了与实验相似的对称型冲击波,而且为非平衡或不可积系统中激发冲击波开辟了一条普适捷径,可能成为调控孤子向冲击波转变的一种范式.

    冲击波孤子激子-极化子凝聚体非相干泵浦

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