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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。
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    蝠鲼交错排布集群游动水动力性能

    高鹏骋田徐顺黄桥高潘光...
    201-209页
    查看更多>>摘要：为了探究蝠鲼"前上后下"交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流向间距0-1.5倍体长(BL)下的双蝠鲼集群游动过程,并结合全局三维涡结构和特征截面二维涡结构对集群系统以及集群中各单体的平均推力/效率进行分析.数值结果表明:当单体间流向间距较小时,相比于单独游动,推进性能急剧下降;随着流向间距增加,领航蝠鲼推进性能基本同单体游动保持一致;但当Dx=0.4BL时由于领航蝠鲼尾涡恰好越过跟随蝠鲼前缘直接作用在跟随蝠鲼初始脱落鳍尖涡处,大幅提升其旋涡能量,因此此时系统平均推力和效率提升均最大,分别为29.69％和6.77％.

    蝠鲼集群游动交错排布水动力特性涡结构

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    感性耦合Ar/O2等离子体放电特性的数值模拟

    张雨涵赵欣茜梁英爽郭媛媛...
    210-219页
    查看更多>>摘要：本文采用流体力学模型对不同腔室材质下的感性耦合Ar/O2等离子体放电特性进行研究.结果表明,由于中性粒子在不同材质表面的黏附系数不同,因而腔室材质对各活性粒子的密度和空间分布产生了显著的影响.依次采用不锈钢、阳极Al2O3和Cu腔室进行放电,发现电子、O+、Ar+、O、O(1D)和Arm的密度逐渐增大,O2+,O-,O2和O2(a1Δg)的密度变化趋势相反,各粒子的空间分布特点也有明显差异.在不同腔室中,电子在腔室中心区域的分布是均匀的;O和O2(a1Δg)的密度最大值位于腔室中心,并沿径向逐渐降低;而Ar+和Arm的密度峰值出现在线圈下方;O+,O2+和O(1D)的密度最大值却随着腔室的变化从线圈下方逐渐向腔室中心方向移动;O-离子则被局域在线圈和极板之间一个非常小的区域.最后,讨论了表面反应O → 1/2O2的黏附系数对O和O2的影响,发现随着黏附系数的增大,O密度逐渐降低,O2密度变化趋势相反,而且当黏附系数增大到0.5以上时,二者的密度几乎不再受黏附系数的影响.

    感性耦合等离子体Ar/O2等离子体腔室材料流体力学模拟

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    EAST装置上电子回旋辐射成像诊断系统的绝对标定方法

    裴柏杨庄革谢锦林周乙楠...
    220-228页
    查看更多>>摘要：电子回旋辐射成像(ECEI)系统可以对托卡马克等离子体芯部极向方向上二维的电子温度剖面的相对扰动进行高时空分辨率的测量.对ECEI系统进行绝对标定之后,可以提供二维绝对电子温度剖面及其扰动,为芯部不稳定性的研究提供实验数据支持.本文通过衡量锯齿崩塌前后的温度变化来确定锯齿反转面空间位置,并基于反转面拟合芯部的磁面位置及形状.根据等离子体平衡时同一磁面对映同一温度的假设,对ECEI所有通道进行标定,结果表明ECEI与一维电子回旋辐射仪(ECE)在测量同一位置的等离子体温度时,其不同时间信号的平均值的相对误差为6％,并可以有效用于锯齿不稳定性的研究.

    等离子体诊断标定锯齿电子回旋辐射成像

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    二维范德瓦耳斯异质结Cs3X2I9/InSe(X=Bi,Sb)的光电性能

    熊祥杰钟防张资文陈芳...
    229-237页
    查看更多>>摘要：设计二维半导体范德瓦耳斯异质结是一种实现多功能微电子器件的有效策略.本文构筑了二维钙钛矿Cs3X2I9(X=Bi,Sb)和铟锡InSe的范德瓦耳斯异质结Cs3X2I9/InSe.基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了其几何、电子结构、光学性质.研究表明,二维Cs3Bi2I9/InSe和Cs3Sb2I9/InSe异质结为Ⅱ型能带排列,且带隙分别为1.61 eV和1.19 eV,可见光和紫外光范围内具有较高的吸收系数.基于形变势理论和类氢原子模型的计算,二维Cs3X2I9/InSe异质结显示了较高的电子迁移速率和激子结合能.基于Ⅱ型排列的能带结构和肖克利-奎伊瑟极限(Shockley-Queisser limit),对比研究了光电转换效率.此外,进一步探究了双轴应变对二维异质结Cs3X2I9/InSe光电特性的调控及其规律.上述研究为未来设计高效的二维范德瓦耳斯光电子器件提供了理论依据.

    二维异质结光电转换效率第一性原理计算应变工程

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    不同相NbS2与GeS2构成的二维金属-半导体异质结的电接触性质

    李景辉曹胜果韩佳凝李占海...
    238-250页
    查看更多>>摘要：金属-半导体异质结(MSJ)是研发新型器件的基础.本文考虑利用不同相的金属H-和T-NbS2与半导体GeS2组成不同的二维范德瓦耳斯MSJ,并对它们的结构稳定性、电子特性以及电接触性质进行深入研究,重点在探索MSJ电接触性质对不同相金属的依赖关系.计算的结合能、声子谱、AIMD模拟以及力学性质研究表明,两异质结高度稳定,可实验制备,且用于电子器件设计可行.本征态H-NbS2/GeS2和T-NbS2/GeS2异质结分别形成了 p型肖特基接触和准n型欧姆接触.同时发现它们的肖特基势垒高度(SBH)和电接触类型可以通过外加电场和双轴应变来有效调控.例如,对于H-NbS2/GeS2异质结,无论施加正/负电场或平面双轴压缩,均能实现欧姆接触,而T-NbS2/GeS2异质结,仅在施加负电场时,才能实现欧姆接触,但需要的负电场很低,平面双轴拉伸能导致其实现准欧姆接触.也就是说,当以半导体GeS2单层为场效应晶体管沟道材料,与不同相的金属NbS2接触形成MSJ时,其界面肖特基势垒有明显区别,且在不同情形(本征或物理调控)中各有优势.所以,本研究对于理解H(T)-NbS2/GeS2异质结电接触的物理机制具有重要意义,特别是为如何选择合适金属电极以研发高性能电子器件提供了理论参考.

    金属-半导体异质结肖特基势垒肖特基接触欧姆接触物理场调控

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    GaS/Mg(OH)2异质结电子结构的第一性原理研究

    刘俊岭柏于杰徐宁张勤芳...
    251-261页
    查看更多>>摘要：基于第一性原理计算方法研究了 GaS/Mg(OH)2异质结的稳定性、电子和光学性质.结果表明,GaS/Mg(OH)2异质结具有较小的晶格失配率,负的结合能和热力学稳定性而容易构建.异质结的带隙有效降低至2.021 eV,而且具有Type-Ⅱ型能带结构,有利于光生电子-空穴对的空间分离.层间电荷转移诱导的内建电场进一步促进载流子的分离,同时有助于抑制层间电荷的复合.在双轴应变下,异质结的导带最小值和价带最大值的位置分别产生了不同程度的平移,导致带隙发生显著的变化,变化量达到了 0.5 eV.而且在拉伸应变下,异质结由间接转变为直接带隙半导体,同时异质结仍保持Type-Ⅱ型能带结构.此外,应变还可以有效地调控异质结的带边位置与水分解的氧化还原电位相匹配(pH=0-7).光吸收谱显示异质结具有较强的光吸收性能,尤其在拉伸应变为3％时,光吸收发生了明显的红移.这些结果表明,GaS/Mg(OH)2异质结具有可调的电子性能而在光电领域有着广阔的应用前景.

    异质结电子结构应变第一性原理

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    一维非厄米十字晶格中的退局域-局域转变

    刘辉陆展鹏徐志浩
    262-268页
    查看更多>>摘要：本文研究了在具有平带的一维非厄米十字晶格中引入准周期调制所诱导的退局域-局域的转变.通过解析推导和数值分析分形维度和能谱的实复转变,发现在非厄米单平带十字晶格中引入对称的准周期调制会引起扩展相到局域相的转变,而反对称准周期调制能够诱导出精确的迁移率边.在非厄米全平带十字晶格中,对称的准周期调制情况下,系统一直处于局域相,当引入反对称的准周期调制时,系统具有从多重分形相到局域相的转变.该研究结果为非厄米平带的局域化性质研究提供了参考.

    平带系统非厄米系统无序局域化

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    单层蓝磷带电点缺陷的结构稳定性及电子性质

    马荣荣马晨蕊葛梅郭世祺...
    269-276页
    查看更多>>摘要：作为一种新型的二维材料,蓝磷因其具有较高的载流子迁移率和较大的禁带宽度引起了研究者们极大的研究兴趣.近年来已有研究讨论了蓝磷中的结构缺陷,但是关于其缺陷带电性质的研究尚未见报道.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,讨论了蓝磷SW(Stone Wales)缺陷、单空位(SV)缺陷、两种双空位缺陷(DV-1和DV-2)以及两种替位缺陷(OP和CP)的带电性质.利用带电缺陷体系能量依赖于晶胞尺寸的渐进表达式进行外推的方法,修正了蓝磷带电缺陷体系的形成能.研究结果表明,在所讨论的缺陷中,富O条件下Op具有最低的形成能,最稳定;而SV的离化能最小,最容易电离.引入的缺陷态会对蓝磷的禁带宽度产生影响.缺陷带电过程中,缺陷态位置变化导致绝大部分缺陷转变为深能级缺陷.本研究结果对缺陷工程在二维材料上的应用提供了一定的理论指导.

    第一性原理计算蓝磷带电缺陷离化能

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    CrCl3隧穿磁阻的界面效应与多场效应调控

    樊译颉张阮陈宇蔡星汉...
    277-285页
    查看更多>>摘要：磁隧道结是研究磁性材料自旋结构、输运特性、磁相变和磁各向异性的重要实验平台.本研究基于干法转移技术制备了以机械剥离的少层范德瓦耳斯反铁磁绝缘体三氯化铬(CrCl3)为势垒层、少层石墨烯为电极的磁隧道结原型器件结构,并进行了低温电磁输运测量,除观测到自旋过滤效应引起的隧穿磁阻外,还发现多种由非传统效应引起的磁阻变化.基于对隧道结自旋结构和能带结构的分析,本文将之归因于由磁近邻效应引起的隧穿机制改变,以及石墨烯电极态密度在高磁场下出现的量子振荡行为.本文报道了在二维磁隧道结中与隧穿磁阻相关且此前未被广泛关注的物理现象,加深了对此类二维异质结构中载流子输运特性的理解,为二维磁性材料的物理性质研究及其自旋电子学应用拓展了新的途径.

    磁隧道结CrCl3负隧穿磁阻栅极可调性

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    双层蜂窝状海森伯铁磁体中层间交换耦合相互作用对拓扑相的影响

    施洪潮唐炳刘超飞
    286-300页
    查看更多>>摘要：层状磁性拓扑材料是最小二维单元下同时具有磁序和拓扑性的材料体系,研究这一体系可能会观察到新物性和新现象的出现,因此引起了研究者们的广泛关注.本文运用线性自旋波理论,主要研究了层间铁磁耦合的双层蜂窝状海森伯铁磁体中层间交换耦合相互作用对系统拓扑相的影响.通过计算不同层间交换耦合相互作用强度下的磁子色散关系能得出,当系统达到两个强度临界值时,能量较高的两条能带和能量较低的两条能带的带隙在狄拉克点处会依次出现闭合-重新打开现象.计算能带对应的贝里曲率和陈数后,发现贝里曲率符号在相应临界值前后会发生反转,同时陈数也会发生改变,这证明系统发生了拓扑相变.此外,本文研究发现当双层蜂窝状铁磁体发生拓扑相变时,磁子热霍尔系数变化曲线会相应发生突变.本研究成果可以为利用双层蜂窝状铁磁材料制作具有更高信息传输能力的自旋电子器件提供理论支撑,也可以为其他双层铁磁系统的相关研究提供一定的理论参考.

    双层铁磁体拓扑物理层间交换耦合线性自旋波理论

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