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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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收录年代

    月球南极尘埃等离子体环境特性

    李梦谣夏清蔡明辉杨涛...
    97-104页
    查看更多>>摘要：由于缺少大气和全球性磁场的保护,空间等离子体环境可直接作用于月球表面的月壤层,月壤中较小粒径的月尘带电后会在月面附近形成复杂的尘埃等离子体环境,影响探月任务的顺利实施.针对月球南极尘埃等离子体环境,本文利用SPIS(spacecraft plasma interactions software)软件,仿真研究了月球南极 0-200 m高度范围的等离子体和月尘的空间分布情况及月面充电特性,揭示了月面附近尘埃等离子体环境特征及悬浮在月面附近的带电月尘对等离子体环境的影响.仿真结果与Apollo探测数据和Popel团队的理论数据吻合.研究结果:表明空间电位随着高度升高而增加,月球南极附近 0-10 m电位约为-40 V,在 100 m处空间电位约为-20 V;在10m以下高度范围内月尘密度为107.22-104.66 m-3;月表附近尘埃等离子体中的电子密度为105.47 m-3,离子密度为106.07 m-3,并随着高度升高而增大;带电月尘会影响月尘的空间分布,主要是通过影响空间电场的分布,进而导致电子分布差异,对离子的影响不大.

    月球南极尘埃等离子体环境SPIS仿真月面电位分布

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    不同力程排斥相互作用胶体粒子系统的摩擦特性

    段浩炀杨柯欣曹义刚
    105-110页
    查看更多>>摘要：利用朗之万分子动力学,数值研究了无序点钉扎衬底上二维胶体粒子系统的摩擦特性.本文考虑了三种不同的模型胶体粒子系统,每种系统中胶体粒子之间的相互作用均被模拟为两种不同力程的排斥势.研究发现:每种模型系统均存在两个最大静摩擦力(第一最大静摩擦力fdc1和第二最大静摩擦力f dc2);力程相近的短程排斥相互作用之间的干涉会导致粒子间排斥增强,从而导致fdc1 的明显降低和fdc2以上沿外场驱动力方向上运动有序的加强.本文的研究结果有助于揭示具有不同力程相互作用胶体粒子系统的摩擦机制.

    摩擦胶体塑性流动运动有序

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    GeV重离子束辐照LiF引起的晶体内部结构改变

    陈宇鹏史路林王瑜玉程锐...
    111-117页
    查看更多>>摘要：高能强流重离子束入射到固体物质中,沿飞行路径的离子能量沉积密度将改变宏观靶物质的温度和压强等,并可能在高压高密条件下产生新的材料缺陷.本文利用兰州重离子加速器装置HIRFL-CSR引出的能量为 264 MeV/u 的Xe36+离子束,入射到LiF晶体靶物质中,在线测量了LiF的发射光谱,观测到沿离子路径的晶体颜色变化.通过解离方法取得了不同位置处的X射线衍射(X-ray Diffraction)与X射线光电子能谱结果,显示在Xe离子的布拉格峰区域出现了LiF3(LiF+F2)结构相,讨论了新的结构缺陷的产生与重离子束能量沉积密度间可能的相关性.这为离子束驱动的高能量密度物理的能量沉积过程提供了一定参考.

    LiF晶体重离子束能量密度色心

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    外电场作用下纳米结构表面的固-液界面传热特性

    齐凯朱星光王军夏国栋...
    118-125页
    查看更多>>摘要：在固体表面布置纳米结构是一种强化固-液界面传热的简单有效的方法.但是,当固-液界面相互作用较弱时,由于纳米结构并不能被液体浸润,纳米结构的存在反而会弱化固-液界面之间的传热,而外电场的施加则可以解决这一问题.本文基于分子动力学模拟的方法,研究了纳米结构固-液界面在外电场作用下的传热特性.通过在 2块平行金属板布置数量相同的正负电荷,产生垂直于板面的均匀电场,并在下层金属板上布置了不同尺寸的纳米结构.结果表明:在外电场作用下,纳米结构处会产生电润湿现象,固-液界面的润湿状态能够从Cassie态变为Wenzel态,界面处的Kapitza热阻长度明显减小,因而热流密度显著增大;当电荷量增至发生电冻结的临界值,液态水会产生电冻结现象,其热导率骤增至1.2 W/(m·K),热流密度也随之发生骤增;继续增加电场强度,由于电冻结现象的发生,固-液界面热阻则基本保持不变.

    电润湿纳米结构外电场固-液界面热阻分子动力学

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    合金元素Sn,Nb对锆合金腐蚀氧化膜相稳定性影响的第一性原理研究

    陈暾崔节超李敏陈文...
    126-135页
    查看更多>>摘要：锆合金的水侧腐蚀是核燃料棒包壳材料设计的关键问题之一.包壳材料的耐腐蚀性能与锆合金氧化膜中t-ZrO2 含量和t-m相变密切相关.目前,Zr-Sn-Nb系合金是新型锆合金发展的主流方向.合金元素Sn,Nb在氧化膜中可呈现多种价态,显著影响ZrO2 稳定性,然而Sn,Nb对t-ZrO2 含量和t-m相变的影响机制尚不明晰.本文基于第一性原理计算了不同价态Sn,Nb掺杂ZrO2 的晶体结构性质、形成焓和氧空位形成能,从原子尺度揭示了Sn,Nb对ZrO2 稳定性的影响机理.研究表明Sn2+,Nb3+引起显著晶格膨胀;Sn4+则造成轻微晶格膨胀,而Nb5+引起晶格收缩,可见高氧化态下Nb比Sn更利于减小氧化膜的内应力.低价合金元素降低ZrO2稳定性,且会增大t,m相形成能差距;高价的Nb5+,Sn4+均可提高t-ZrO2 相对稳定性从而抑制t-m相变,其中Nb5+效果显著,Sn4+则作用微弱.0-3.5 GPa范围内,t-ZrO2 相对稳定性随压力增大而增强.合金元素的低价态比高价态更利于在t-ZrO2 中形成氧空位,因而在氧化膜/金属界面附近低氧化态区域,低价元素和压应力是稳定t-ZrO2 的主要因素.通过电子结构分析,发现氧空位形成能与合金元素离子和氧空位间的电荷转移幅度(或电子局域化程度)呈正相关.这些结果有助于针对锆合金耐腐蚀性的成分优化和结构设计.

    第一性原理Zr-Sn-Nb合金氧化膜相稳定性

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    基于机械剥离制备的PEDOT:PSS/β-Ga2O3微米片异质结紫外光电探测器研究

    宜子琪王彦明王硕隋雪...
    136-142页
    查看更多>>摘要：β-Ga2O3 具有超宽带隙(约 4.9 eV)、高的击穿电场(约 8 MV/cm)、良好的化学稳定性和热稳定性等优点,是一种很有前途的制备紫外光电探测器的候选材料.由于未掺杂的β-Ga2O3 为n型导电,所以制备p型β-Ga2O3面临很多困难,从而制约了同质PN结的开发与应用.聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是一种p型导电聚合物,在 250-700 nm有着较高的透明度,采用p型有机材料PEDOT:PSS和n型β-Ga2O3构成的异质结可能为PN结型光电器件的研制提供一种途径.本文利用机械剥离法从β-Ga2O3 单晶衬底上剥离出单根β-Ga2O3 微米片,微米片的长度为 4 mm,宽度为 500 μm,厚度为 57 μm.将有机材料PEDOT:PSS涂覆在剥离出来的微米片的一侧制备出PEDOT:PSS/β-Ga2O3 无机-有机异质结的紫外光电探测器,器件表现出典型的整流特性,而且发现器件对 254 nm紫外光敏感,具有良好的自供电性能.该异质结紫外探测器的响应度和外量子效率分别为 7.13 A/W和 3484%,上升时间和下降时间分别为 0.25 s和 0.20 s.此外,3个月后器件对 254 nm紫外光的探测性能并未发现明显的衰减现象.本文的相关研究工作将对研发新型紫外探测器提供了新的思路和理论基础.

    β-Ga2O3PEDOT:PSS异质结紫外光电探测器

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    新型载流子积累的逆导型横向绝缘栅双极晶体管

    段宝兴王佳森唐春萍杨银堂...
    143-150页
    查看更多>>摘要：通过引入n+阳极在体内集成续流二极管的逆导型横向绝缘栅双极晶体管(reverse-conducting lateral insula-ted gate bipolar transistor,RC-LIGBT)可以实现反向导通,并且优化器件的关断特性,是功率集成电路中一个有竞争力的器件.本文提出了一种新型载流子积累的RC-LIGBT,它具有电子控制栅(electron-controlled gate,EG)和分离短路阳极(separated short-anode,SSA),可以同时实现较低的导通压降和关断损耗.在正向导通状态,漂移区上方的EG结构可以在漂移区的表面积累一个高密度的电子层,从而大大地降低器件的导通压降.同时,SSA结构的使用还极大优化了器件的关断损耗.另外,低掺杂p型漂移区与SSA结构配合,可以简单地实现反向导通并且消除回吸电压.仿真结果表明,所提出的器件具有优秀的导通压降与关断损耗之间的折衷关系,其导通压降为1.16 V,比SSA LIGBT低55%,其关断损耗为0.099 mJ/cm2,比SSA LIGBT和常规LIGBT分别低38.5%和94.7%.

    载流子积累逆导型横向绝缘栅双极晶体管导通压降回吸电压

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    超导能隙振荡:到底来自配对密度波还是拆对散射?

    殷嘉鑫王强华
    151-153页
    查看更多>>摘要：早在 1965年,于渌先生发表在《物理学报》的经典理论工作就指出:超导能隙在磁性杂质周围会产生微弱的周期性振荡.近十年来,一系列高分辨率的扫描隧道显微实验观测到超导体内能隙在空间中的微弱振荡行为并指认为配对密度波.据此情况,李东海等理论学者近期指出,在多种情况下,杂质拆对散射构成的干涉效应也会导致能隙在空间形成周期性振荡.我们讨论这两种观点的对立与统一,以及它们和实验的联系.

    超导配对密度波扫描隧道显微镜

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    超快自旋动力学:从飞秒磁学到阿秒磁学

    杨旭冯红梅刘佳南张向群...
    154-167页
    查看更多>>摘要：超快自旋动力学是研究材料受到外场激发后,在皮秒至阿秒时间尺度下其自旋的运动行为.随着激光技术的不断提升,1996年开始的飞秒磁学成为磁学中的重要研究领域,是实现更快响应的新型自旋电子学器件的重要技术途径.尽管已有几十年的历史,飞秒磁学依旧存在着非常多的物理问题尚未解决,而理解这些问题需要研究更快时间尺度下的自旋动力学过程.利用阿秒激光脉冲与磁性材料的相互作用,可研究亚飞秒乃至阿秒时间尺度下、元素分辨的自旋动力学行为,即阿秒磁学.本文介绍了超快自旋动力学近年来的一些重要研究进展以及存在的问题,阿秒磁学研究的机遇与挑战,并对超快自旋动力学的未来发展趋势及前景进行分析与展望.

    超快自旋动力学飞秒磁学阿秒脉冲阿秒磁学

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    偏振调制扫描光学显微镜方法

    张洋张志豪王宇剑薛晓兰...
    168-176页
    查看更多>>摘要：基于反射差分谱原理搭建了适用于二维材料和微纳器件的偏振调制扫描光学显微镜系统,可以实现对于材料或者器件的微米级区域进行反射差分显微成像的研究.通过研究两种典型的二维层状材料MoS2 和ReSe2 的反射差分显微成像,发现相比于传统的反射显微镜,我们搭建的偏振调制扫描光学显微镜对于二维材料的层数特征更敏感,且可以用来表征二维材料的平面光学各向异性.相关研究有助于更进一步理解层状二维材料的层数特征和各向异性性质.

    反射各向异性光谱显微成像光学各向异性二维材料

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