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期刊信息/Journal information
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

    基于低损光学相变和超透镜的可控多阱光镊

    王焱彭妙程伟彭政...
    286-297页
    查看更多>>摘要：为提升光镊在三维空间中对粒子的捕获性能,本文设计和分析了新型的双阱和多阱超透镜光镊方案.首先基于低损耗相变材料Sb2S3设计了可控超透镜双阱光镊,并对两个半径为250 mm的SiO2粒子所受光力进行了矢量横向分析和轴向分析.仿真实验结果表明,当Sb2S3在晶态下时,超透镜捕获的两个粒子的横向光阱刚度kx分别达到了约25.7 pN/(µm·W)和37.4 pN/(µm·W),轴向光阱刚度kz均约为10.0 pN/(µm·W);而当 Sb2S3在非晶态下时,kx和kz值均降低到其对应晶态下的1/10,且此时粒子在z方向上不能被稳定捕获,从而实现了在三维空间中对粒子的可控捕获.进一步本文给出了阵列式的可控多阱光镊.通过调控相变材料Sb2S3的晶态和非晶态,能形成不同组合粒子的三维捕获方案.这些新型可控光镊可实现多种方式的三维空间粒子捕获,提高了光镊的灵活性,为超透镜在光镊领域中的应用提供了一种新思路.

    超透镜光镊光学相变三维空间

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    转角半导体过渡金属硫族化物莫尔超晶格中的新奇物态

    汤衍浩
    298-306页
    查看更多>>摘要：通过转角或晶格失配构造莫尔人工超晶格,可以对二维材料的能带结构进行有效调控并产生平带,为研究量子多体物理提供了全新的平台.转角过渡金属硫族化物(TMDs)半导体莫尔超晶格中的平带存在于较大的转角范围,并且具有自旋-能谷互锁的能带结构以及优异的光学特性,受到了广泛的关注.本文聚焦于转角TMDs半导体,介绍了近年来实验上发现的多种新奇物态,包括莫特绝缘态、广义维格纳晶体、非平庸拓扑态、莫尔激子等;还进一步讨论了对这些新奇物态的调控及其机制,并展望了莫尔超晶格这一新兴领域未来的研究方向.

    过渡金属硫族化物转角半导体强关联效应激子

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    多模态混合输入模拟实验过程实现新型Al-Si-Mg系合金设计

    段志强裴小龙郭庆伟侯华...
    307-317页
    查看更多>>摘要：数据驱动下,基于大量的实验数据,建立混合特征与力学性能之间非线性规律实现合金新成分的配比和工艺设计一直是一个挑战.本文基于机器学习的方法,提出一种面向性能的Al-Si-Mg系合金"成分-工艺-性能"的设计策略.将同一体系不同牌号合金的成分、熔炼及热处理工艺等混合因素作为特征,通过随机森林寻找特征与抗拉强度之间的非线性规律.之后将数据集中部分合金的成分、工艺参数设置为目标空值,使用链式方程多重插补算法对目标缺失数据进行预测插补.通过该策略进行性能预测或指导设计的合金抗拉强度的实验值和预测值的误差均保持在±5％之内;而且经实验证实,其中Al-6.8Si-0.6Mg-0.05Sr的成分配比和540℃×10 h+170℃×10 h工艺方案使合金综合拉伸性能优异,质量指数QDJR达到517.3,高于同类合金低于500QDJR值的水平.这一结果表明该策略有助于改善高强度Al-Si-Mg系合金传统设计方法周期长、成本高、效率低的问题.

    Al-Si-Mg系合金随机森林多重插补性能预测

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    Li含量对Li3xLa(2/3)–x?(1/3)–2 xTiO3固态电解质表面稳定性、电子结构及Li离子输运性质的影响

    华彪孙宝珍王靖轩石晶...
    318-328页
    查看更多>>摘要：Li3xLa(2/3)–x†(1/3)–2 xTiO3(LLTO)是一类颇具前景的锂离子电池固态电解质.本文采用第一性原理结合分子动力学方法对贫锂相和富锂相两种类型的LLTO表面进行研究,分析表面Li含量对其稳定性、电子结构及Li离子输运性质的影响.结果表明,具有La/O/Li-原子终端的(001)面为最稳定晶面.对于LLTO(001)面,当贫锂相/富锂相终端Li含量为0.17/0.33,0.29/0.40,0.38/0.45时,其表面结构更为稳定.电子结构分析表明,随着Li含量的增大,不论是贫锂相还是富锂相,其(001)表面均发现金属至半导体的转变.Li离子输运性质的研究结果表明,贫锂相和富锂相LLTO(001)表面均具有沿ab平面的二维扩散通道,且当终端Li含量分别达到0.38和0.40时具有最大的Li离子扩散系数及最低的Li离子扩散能垒,最低扩散能垒分别为0.42 eV和0.30 eV.因而,改变终端Li含量有利于提高LLTO(001)表面稳定性、打开表面带隙、改善Li离子迁移性能,这有助于抑制LLTO表面锂枝晶的生长.

    全固态锂离子电池锂含量Li3xLa(2/3)–x†(1/3)–2xTiO3表面

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    基于最小二乘法和支持向量机的海洋内孤立波传播速度反演模型

    梁可达刘滕飞常哲张猛...
    329-337页
    查看更多>>摘要：传播速度是内孤立波的重要参数之一,如何通过光学遥感图像准确快速地获得内孤立波速度是目前需要解决的重要科学问题.本文在实验室建立了模拟内孤立波光学遥感成像系统,开展了系列综合实验,获取实验数据库,并利用最小二乘法和支持向量机两种方法分别建立基于单景光学遥感图像的内孤立波速度反演模型.利用中国南海的MODIS图像和GF-4图像数据对速度反演模型进行精度检验.研究结果表明:最小二乘法内孤立波速度反演模型能够给出回归方程,物理意义更为直观,且在300—399 m水深范围精度更高,而支持向量机内孤立波速度反演模型在水深400—1200 m和83—299 m的范围内精度高.因此两种内孤立波速度反演模型各有优势,都可以应用于真实海洋中内孤立波速度的反演.

    内孤立波光学遥感传播速度最小二乘法支持向量机

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    AlN/β-Ga2O3异质结电子输运机制

    周展辉李群贺小敏
    338-346页
    查看更多>>摘要：β-Ga2O3具有禁带宽度大、击穿电场强的优点,在射频及功率器件领域具有广阔的应用前景.β-Ga2O3(¯201)晶面和AlN(0002)晶面较小的晶格失配和较大的导带阶表明二者具有结合为异质结并形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)的理论基础,引起了众多研究者关注.本文利用AlN的表面态假设,通过求解薛定谔-泊松方程组计算了AlN/β-Ga2O3异质结导带形状和2DEG面密度,并将结果应用于玻尔兹曼输运理论,计算了离化杂质散射、界面粗糙散射、声学形变势散射、极性光学声子散射等主要散射机制限制的迁移率,评估了不同散射机制的相对重要性.结果表明,2DEG面密度随AlN厚度的增加而增加,当AlN厚度为6 nm,2DEG面密度可达1.0×1013 cm–2,室温迁移率为368.6 cm2/(V·s).在T<184 K的中低温区域,界面粗糙散射是限制2DEG迁移率的主导散射机制,T>184 K的温度区间,极性光学声子散射是限制2DEG迁移率的主导散射机制.

    AlN/b-Ga2O3异质结二维电子气电子输运迁移率

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    退火温度对氧化镓薄膜及紫外探测器性能的影响

    落巨鑫高红丽邓金祥任家辉...
    347-356页
    查看更多>>摘要：采用射频磁控溅射法在石英基底上制备Ga2O3薄膜,并在氩气气氛中控制不同的退火温度进行后退火,通过对样品的晶体结构、透射率、表面形貌和光学带隙等性质进行测试分析,发现退火工艺可以提升薄膜的结晶质量,但同时高温退火也容易使得薄膜中的氧元素逸出薄膜外形成氧空位,选取800℃退火后样品制备成金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal,MSM)型光电探测器件,并与未退火样品器件对比发现在1.1 V的反向偏压下,800℃的光暗电流比为1021.3、响应度为0.106 A/W、比探测率为1.61×1012 Jones,分别是未退火器件的7.5,195和38.3倍,外量子效率相较于未退火样品提升了51.6％,上升时间(0.19/0.48 s)相较于未退火样品(0.93/0.93 s)减小,下降时间(0.64/0.72 s)与未退火样品(0.45/0.49 s)相比有所增大,表明氧空位的增加可以减缓光生载流子的复合来达到延长载流子寿命的效果,最后详细分析了退火后氧空位的增多导致探测器性能参数提高的机理.

    氧化镓射频磁控溅射后退火温度日盲探测器

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    Rashba自旋-轨道耦合调制的单层半导体纳米结构中电子的自旋极化效应

    贺亚萍陈明霞潘杰锋李冬...
    357-362页
    查看更多>>摘要：利用现代材料生长技术纳米厚的半导体可以沿着良好的方向有序生长,形成层状半导体纳米结构.在这种半导体纳米结构中由于结构反演对称性破缺出现较强的自旋-轨道耦合,能有效消除半导体中电子的自旋简并,导致电子自旋极化效应,在自旋电子学领域中具有重要的应用.本文从理论上研究了单层半导体纳米结构中由Rashba型自旋-轨道耦合引起的电子自旋极化效应.由于Rashba型自旋-轨道耦合,相当强的电子自旋极化效应出现在该单层半导体纳米结构中.自旋极化率与电子的能量和平面内波矢有关,尤其是其可通过外加电场或半导体层厚度进行调控.因此,该单层半导体纳米结构可作为半导体自旋电子器件应用中的可控电子自旋过滤器.

    单层半导体纳米结构自旋-轨道耦合自旋极化效应可控电子自旋过滤器

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    基于深度学习原子特征表示方法的Janus过渡金属硫化物带隙预测

    孙涛袁健美
    363-372页
    查看更多>>摘要：随着人工智能的发展,机器学习在材料计算中的应用越来越广泛.将机器学习应用到材料性质预测等任务中首要实现的是获得有效的材料特征表示.本文采用一种原子特征表示方法,研究一种低维、密集的分布式原子特征向量,并用于材料带隙预测任务.按照材料化学式中原子种类和原子个数,使用Transformer编码器作为模型结构,通过训练大量的材料化学式数据,从而提取参与训练元素的特征.利用该方法预测Janus结构过渡金属硫族化合物MXY(M代表过渡金属,X,Y是不同硫族元素)二维材料带隙.基于深度学习得到的原子特征向量比传统的Magpie方法和Atom2Vec方法的预测平均绝对误差更小.可视化分析和材料性质预测数值实验表明,本文提出的基于深度学习提取的原子特征表示方法,可以有效表征材料特征,并且应用到材料带隙预测任务中.

    原子特征表示深度学习过渡金属硫化物带隙

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    基于缪子离散能量的材料鉴别实验研究

    李雨芃汤秀章陈欣南高春宇...
    373-379页
    查看更多>>摘要：宇宙射线缪子具有穿透力强、对重核材料敏感的特点,近年来被广泛应用于核材料检查等领域.缪子与不同原子序数材料发生的多重库仑散射效果不同,利用这点可以对被测物体进行成像以及材料鉴别,而在该过程中引入缪子的能量信息可以提高材料鉴别的准确度.本文基于原子能院研制的缪子成像装置开展了5种样品的材料鉴别实验,使用离散能量拟合近似连续能量的缪子散射角分布,进而测量出各材料的辐射长度并以此作为特征量进行材料鉴别.实验结果表明,在约1400个有效缪子事例下,Al-Fe和Fe-Pb可以在95％的置信水平下有效区分,该方法相比于不引入缪子能量信息对Pb-W鉴别的准确率提高了18.5％.

    宇宙射线缪子缪子成像离散能量材料鉴别

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