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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

    利用冷冻电镜研究蛋白质机器的非平衡统计物理

    杨添欧阳颀
    1-8页
    查看更多>>摘要：对蛋白质机器的完整描述应包括其微观结构、热力学和动力学性质与工作机制.最近兴起的冷冻电镜技术为蛋白质热力学与动力学的研究提供了全新的机遇.目前已经有一些工作不仅利用冷冻电镜技术解析蛋白质的高分辨率结构,还结合数据处理方法来分析蛋白质的构象分布并进一步推测其热力学性质.然而,利用冷冻电镜技术直接对蛋白质的动力学过程作观测与定量分析的方法还在发展的初级阶段.本文选取了一个理想的蛋白质系统,即蓝藻生物钟蛋白对冷冻电镜分析蛋白质非平衡过程的可能性进行探索.基于已有的实验数据,将蓝藻生物钟蛋白KaiC的平衡态统计物理模型推广至非平衡态,对KaiC蛋白处于非平衡态时的动力学特征进行预测.基于动力学预测结果,本文揭示了冷冻电镜技术具有分析蓝藻生物钟蛋白的非平衡过程的可能,为进一步的冷冻电镜实验提供了理论依据.

    蛋白质动力学非平衡态统计物理冷冻电镜

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    等离子体轰击单层WS2引入缺陷态对束缚激子光学性质的影响

    刘海洋范晓跃范豪杰李阳阳...
    9-19页
    查看更多>>摘要：单层过渡金属硫化物具有原子级厚度、直接带隙、强自旋轨道耦合等优异性能,使其在自旋电子学、光电子学等领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景.通常材料中包含多种结构缺陷,这可能是在样品制备和生长过程中形成的,也可以经过后期处理产生,这些缺陷会显著改变其物理化学性质.因此,控制和理解缺陷是调控材料性质的重要途径.本文利用氩等离子体对机械剥离的单层WS2进行轰击处理,通过控制轰击时间引入不同密度的缺陷.光致发光和拉曼测试结果表明,在未改变晶格结构的前提下,引入了两种缺陷态的束缚激子,两种激子的动力学过程与中性激子相比明显变慢.对比真空和大气环境下的光致发光光谱(photoluminescence spectroscopy,PL),两种激子的强度变化呈现相反的行为.本文的研究结果可为二维材料缺陷的引入和调控以及特征光谱的研究提供依据.

    二维半导体WS2缺陷态激子

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    用于扫描隧道显微镜的低噪声前置电流放大器

    唐海涛米壮王文宇唐向前...
    20-27页
    查看更多>>摘要：前置电流放大器是扫描隧道显微镜的重要部件之一,其性能对于扫描隧道显微镜系统的基本操作及新功能开发至关重要.本文详细分析了影响前置电流放大器性能的因素,通过筛选噪声极低的运放芯片和电路结构优化,设计了一款针对扫描隧道显微镜系统的前置电流放大器.该放大器最灵敏档位(1 GΩ)的噪声低至4 fA/√Hz,带宽为2.3 kHz,具有10 MΩ,100 MΩ和1 GΩ三个测量量程并且可以通过控制信号实现自动切换,测量范围覆盖pA—μA量级的隧穿电流.利用该前置电流放大器展示了扫描隧道显微镜系统的主要功能,包括表面形貌表征、扫描隧道谱测量以及原子搬运,并探索了隧穿电流中散粒噪声的测量.通过散粒噪声随隧穿电流的变化关系,得到隧穿结中散粒噪声的法诺因子约等于1,验证了简单金属隧穿结中电子隧穿满足泊松过程,为表面电子关联体系的高精度表征提供了基础.

    扫描隧道显微镜前置电流放大器散粒噪声

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    离子辐照对材料磁性的调控及其应用

    郭玺左亚路崔宝山申铁龙...
    28-43页
    查看更多>>摘要：离子辐照技术具有离子束能量密度高、实验条件可精确控制,且不受化学剂量比影响的特点,利用离子束辐照材料,可实现定向掺杂,或精确引入和调控现缺陷位和密度等优势,因此在多个领域,如材料改性、芯片制造、生物医学、能源及化工领域都得到了广泛应用.尤其在磁性材料改性领域,该技术能够通过细致控制离子束的能量、剂量和辐照方向,实现对磁性材料的定制化性能优化.为进一步提升磁性材料的性能并探索新的磁性器件,本文深入地探讨了离子辐照如何精确调制各种磁相互作用,并分析其对自旋霍尔效应和磁结构动力学的影响.首先着重介绍了离子辐照在调控垂直磁各向异性、交换偏置及RKKY相互作用等磁性特征方面的最新研究成果.这些调控手段对于理解和优化磁性材料的微观结构和性质至关重要.接着,本文详细地探讨了离子辐照在调控自旋轨道力矩器件中的重要作用.这些应用展示了离子辐照技术在设计高性能磁性存储和处理器件方面的潜力.最后,还讨论了辐照离子种类、能量、剂量、辐照面积等参数对磁斯格明子成核位置、密度、尺寸、稳定性以及磁斯格明子霍尔效应的调控作用,阐明了离子辐照改变磁斯格明子生成、湮灭、运动规律等方面的内在机理,为制备基于磁斯格明子运动的低功耗存储器件提供新的途径.此外,本文还就离子辐照技术在未来多功能磁性传感器及信息存储磁介质制备方面的可能应用进行了前瞻性分析.离子辐照技术为磁性材料的性能调控和应用扩展提供了新的可能性.随着研究的深入,这项技术有望在未来的材料科学、电子器件以及信息技术等多个领域发挥更大的作用.

    离子辐照磁相互作用能自旋轨道力矩磁斯格明子

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    一种轴径双向分离式电磁线圈驱动装置的结构响应特性

    丛源涛王秋良程军胜熊玲...
    44-51页
    查看更多>>摘要：为了避免传统一体化驱动结构在运行过程中容易出现骨架断裂失效等不稳定现象.本文根据典型一体化驱动结构在运行过程中的应力应变,结合加速实验后出现内壁裂痕的一体化驱动结构的耐压放电测试,分析确定一体化驱动结构存在的不稳定因素,初步设计了一种轴径双向分离式模块化的新型驱动结构,对新结构在运行过程中的电磁及结构响应等展开有限元仿真分析.在相同激励条件下,新型驱动结构内壁上的应力应变远小于一体化结构,同时一体化驱动结构的内壁上的最大形变约为10-2 m量级,而新型驱动结构在运行过程中内壁上的最大形变降低至10-5-10-6 m量级.结果表明新结构能够在保证推进性能的前提下,降低内壁和相间隔板的应力应变及变形程度,提高了结构的可靠性,能够为电磁线圈驱动结构的设计优化提供一定参考和借鉴.

    电磁推进线圈推进结构响应有限元分析

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    一种新型复合指数型局部有源忆阻器耦合的Hopfield神经网络

    王梦蛟杨琛贺少波李志军...
    52-63页
    查看更多>>摘要：由忆阻耦合的神经网络模型,因其能更真实地反映生物神经系统的复杂动力学特性而被广泛研究.目前用于耦合神经网络的忆阻器数学模型主要集中在一次函数、绝对值函数、双曲正切函数等,为进一步丰富忆阻耦合神经网络模型,且考虑到一些掺杂半导体中粒子的运动规律,设计了一种新的复合指数型局部有源忆阻器,并将其作为耦合突触用于Hopfield神经网络,利用基本的动力学分析方法,研究了系统在不同参数下的动力学行为,以及在不同初始值下多种分岔模式共存的现象.实验结果表明,忆阻突触内部参数对系统具有调控作用,且该系统拥有丰富的动力学行为,包括对称吸引子共存、非对称吸引子共存、大范围的混沌状态和簇发振荡等.最后,用STM32单片机对系统进行了硬件实现.

    局部有源忆阻器Hopfield神经网络多种共存吸引子簇发振荡

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    量子点耦合强度对手性Majorana费米子共振交换的调制

    吴海滨刘迎娣刘彦军李金花...
    64-72页
    查看更多>>摘要：本文研究了外部量子点耦合作用下,量子点耦合两个手性Majorana费米子体系的共振交换.为了观察两个手性Majorana费米子的共振交换,提出了一种基于量子反常霍尔绝缘体(QAHI)近邻耦合s波超导体的电路.数值计算的结果表明,通过外部量子点耦合强度可以调节手性Majorana费米子的共振透射.如果经历了共振隧穿的一个手性Majorana费米子与另一个量子点或Majorana零能模发生共振耦合,则可以实现与超导相位无关的非阿贝尔编织操作.因此所设计方案为Majorana费米子的非阿贝尔编织操作提供一种新的方式,这些发现可能在拓扑量子计算的实现中具有潜在的应用价值.

    拓扑超导体共振隧穿Majorana费米子编织

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    人工磁场下各向异性偶极玻色气体的量子相变

    高吉明狄国文鱼自发唐荣安...
    73-84页
    查看更多>>摘要：光晶格中的冷原子系统是实现量子模拟和量子计算的有效平台之一,其相变特性的研究有助于系统中新奇量子态物理机制的探索和实验观测.本文利用朗道相变理论和非均匀平均场方法,研究了人工磁场下光晶格中各向异性偶极玻色气体的相变,得到了系统不可压缩相(Mott绝缘相、棋盘或条纹密度波相)-可压缩相(超流、棋盘或条纹超固相)的解析相变条件,给出了系统的完整相图.有趣的是,各向异性偶极相互作用会使得系统中的棋盘密度波相和棋盘超固相变为条纹密度波相和条纹超固相,人工磁场会稳定绝缘相和超固相,使得绝缘相和超固相在相图中的存在区域变大.此外,引入外加谐振势后发现系统中的不同量子相可以共存.

    光晶格各向异性偶极相互作用人工磁场超固相

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    里德伯原子幻零波长

    刘智慧刘逍娜何军刘瑶...
    85-92页
    查看更多>>摘要：原子极化率反映其对外场的响应特性,动态极化率等于零的外场波长称为零极化或幻零(tune-out)波长.里德伯原子的tune-out波长计算较为困难,本文设计室温气室里德伯原子测量装置,基于调幅电磁感应透明(amplitude modulation electromagnetically induced transparency,AM-EIT)光谱技术实现 tune-out 波长测量.实验采用双光子级联激发制备铯原子里德伯态,利用阶梯型电磁感应透明(electromagnetically induced transpar-ency,EIT)光谱实现里德伯原子量子态检测;通过微波频率连续扫描测量里德伯原子AM-EIT信号;在tune-out波长处,邻近耦合能级对目标里德伯态的动态极化为零,原子动态Stark效应相消,AM-EIT信号极弱.我们建立简化三能级模型计算tune-out波长,理论与实验结果基本符合.

    里德伯原子铯原子电磁感应透明光谱幻零波长

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    基于分子态构型研究单粲味五夸克态的产生

    邢晔李娜杨翎彬胡晓会...
    93-100页
    查看更多>>摘要：基于有效拉氏量方法,本文研究了自旋宇称为JP=1/2-的单粲味五夸克态的产生.本文根据强子可能的分子态图像,分别以ND5或NDs*不同的分子态构型,讨论了Bs介子产生单粲味五夸克态c(s)uud和十重态重子(Δ),以及该五夸克态的两体强衰变过程.通过复合粒子判据,计算出与单粲味五夸克态c(s)uud相关的强耦合常数.借助于强子的有效拉氏量方法,最终得到了单粲味五夸克态的产生分支比.结果表明,在单粲味五夸克态c(s)uud为NDs的构型下,具有Cabibbo允许的产生过程:(B)s →Pc(s)(Δ)的分支比可以达到10-5量级,而在NDs*的构型下,该过程的分支比仅为10-8量级.本文的研究结果可以为单粲味五夸克态的实验搜寻和深入研究提供参考,并期望在将来的实验探测诸如LHCb,Belle Ⅱ,BaBar等B工厂中得到验证.

    单粲味五夸克态分支比有效拉氏量

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