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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

    高压下快凝Pd82Si18 非晶合金中二十面体结构分析

    陈贝邓永和祁青华高明...
    180-188页
    查看更多>>摘要：采用分子动力学方法对 6种不同压强下Pd82Si18 高温熔体快速凝固形成非晶固体的过程进行模拟,并采用团簇类型指数法和逆向追踪法对其进行微结构特征和遗传演化分析.研究结果表明:加压能够提高体系的玻璃转变温度,在高压条件下,凝固形成的结构中存在大量的二十面体,中心原子为Pd的二十面体与中心原子为Si的二十面体更易形成嵌套共享联结中程序.遗传分析结果表明加压有利于提高团簇的遗传起始温度和遗传分数,以Si原子为中心的团簇比以Pd为中心的团簇具有更强的遗传能力,对玻璃形成能力的影响更大.

    分子动力学高压遗传二十面体

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    单壁碳纳米管太赫兹超表面窄带吸收及其传感特性

    张向王玥张婉莹张晓菊...
    189-197页
    查看更多>>摘要：由于碳纳米管具有优异的电学和光学特性,因此在光电子学领域具有广泛的应用前景.本文使用真空抽滤法,将单壁碳纳米管粉末分散液通过真空过滤的方式,制备了一种各向同性的单壁碳纳米管薄膜;进而提取了薄膜在 0.4-2.0 THz范围内介电参数,并设计了一种基于单壁碳纳米管薄膜的新型太赫兹超表面窄带吸收器,这种超表面吸收器是由方形与工字形狭缝谐振器构成.实验和仿真结果表明,提出的太赫兹超表面吸收器在 0.65,0.85,1.16和 1.31 THz处存在 4个明显的共振吸收峰,实现了最高可达 90%的完美吸收.利用多重反射干涉理论阐明了这种多频带新型太赫兹超表面的吸收机制.通过在超表面器件表面覆盖具有不同折射率的介质层,深入研究了超表面作为折射率传感器的传感性能.研究结果表明,这种新型超表面吸收器用于折射率传感具有较高的灵敏度,为进一步开发新型碳基太赫兹超表面吸收器提供了新的思路和方案.

    单壁碳纳米管薄膜太赫兹超表面折射率传感

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    双沟槽SiC 金属-氧化物-半导体型场效应管重离子单粒子效应

    李洋帆郭红霞张鸿白如雪...
    198-205页
    查看更多>>摘要：本文针对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管开展了不同源漏偏置电压下 208 MeV锗离子辐照实验,分析了器件产生单粒子效应的物理机制.实验结果表明,辐照过程中随着初始偏置电压的增大,器件漏极电流增长更明显;在偏置电压为 400 V时,重离子注量达到 9×104 ion/cm2,器件发生单粒子烧毁,在偏置电压为 500 V时,重离子注量达到 3×104 ion/cm2,器件发生单粒子烧毁,单粒子烧毁阈值电压在器件额定工作电压的 34%(400 V)以下.对辐照后器件进行栅特性测试,辐照过程中偏置电压为 100 V的器件泄漏电流无明显变化;200 V和 300 V时,器件的栅极泄漏电流和漏极泄漏电流都增大.结合TCAD仿真模拟进一步分析器件单粒子效应微观机制,结果表明在低偏压下,泄漏电流增大是因为电场集中在栅氧化层的拐角处,导致了氧化层的损伤;在高偏压下,辐照过程中N-外延层和N+衬底交界处发生的电场强度增大,引起显著的碰撞电离,由碰撞电离产生的局域大电流密度导致晶格温度超过碳化硅的熔点,最终引起单粒子烧毁.

    双沟槽SiC金属-氧化物-半导体型场效应管重离子辐照单粒子烧毁

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    含铝强化奥氏体钢在550℃液态铅铋中的腐蚀行为

    甘舒匀徐帅李炳生柴林江...
    206-219页
    查看更多>>摘要：先进铅冷快堆和加速器驱动次临界系统商业化的关键材料问题是结构材料与铅基冷却剂之间的相容性问题,结构钢材料需要在高温液态铅铋共晶中具有优异的抗腐蚀能力.含铝强化奥氏体钢(alumina-forming austenite steel,AFA钢)因其表面可以形成Al2O3 膜而在极端环境中具有良好的耐蚀性能.本文研究了降低Ni元素成分和高温预氧化对AFA钢耐铅铋腐蚀性能的影响,利用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、X射线衍射技术,对AFA钢在 550℃液态铅铋饱和溶氧条件下腐蚀 600 h的氧化层形貌及结构进行表征.结果表明:降低合金中Ni含量和高温预氧化处理都会促进样品表面形成保护性Al2O3 氧化膜,进而降低腐蚀层厚度,提升材料耐铅铋腐蚀性能.

    铝强化奥氏体钢氧化层铅铋共晶高温预氧化

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    电场作用下锥翅表面强化池沸腾换热的介观数值方法

    张森娄钦
    220-232页
    查看更多>>摘要：采用耦合电场模型的相变格子Boltzmann模型,数值研究了电场作用下锥翅结构表面的饱和池沸腾换热.为了定量分析电场对锥翅结构表面沸腾换热影响的机理,首先在无电场作用下对比调查了平滑表面和锥翅表面的沸腾换热现象.发现锥翅结构在核态沸腾阶段有更多的成核点,沸腾换热性能增强,临界热流密度(critical heat flux,CHF)提高.而在过渡沸腾阶段以及膜态沸腾阶段,由于锥翅结构增加了锥翅表面流体的流动阻力,阻碍了气液交换,换热性能低于平滑表面.基于以上发现,通过对锥翅表面池沸腾过程施加电场,进一步强化了锥翅表面沸腾换热.结果表明,在起始核态沸腾阶段,电场的存在稍微延后了气泡开始成核时间,气泡尺寸减小,沸腾轻微被抑制;充分核态沸腾阶段,由于电场力的作用以及电场与锥翅结构协同表现出的尖端效应,阻止了加热表面干斑的扩散和蔓延,促进沸腾换热;过渡沸腾以及膜态沸腾阶段,尖端效应更加明显,逐渐增大的电场强度使沸腾在更高过热度下处于核态沸腾状态,沸腾换热性能大幅度提高,且CHF逐渐提高.

    锥翅结构电场格子Boltzmann方法池沸腾

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    聚醚酰亚胺纳米复合电介质中指数分布陷阱电荷跳跃输运对储能性能的影响

    宋小凡闵道敏高梓巍王泊心...
    233-244页
    查看更多>>摘要：目前常见聚合物电介质电容器的储能性能在高温下会急剧劣化,难以满足航空航天和能源等领域的需求.为提高介质高温储能性能,常掺杂纳米填料对电介质改性,通过改变电介质内部陷阱参数来调控电荷输运过程,但其内部陷阱的能级和密度与储能性能间的定量关系仍需进一步研究.本文构建线性聚合物纳米复合电介质中指数分布陷阱电荷跳跃输运的储能与释能模型并进行了仿真.纯聚醚酰亚胺在 150℃的体积电阻率和电位移矢量-电场强度回线的仿真结果与实验符合,证明了模型的有效性.不同陷阱参数纳米复合电介质的仿真结果表明,增大总陷阱密度和最深陷阱能级,会降低载流子迁移率、电流密度和电导损耗,提升放电能量密度和充放电效率.在 150℃和 550 kV/mm外施场强下,1.0 eV最深陷阱能级和 1×1027 m-3 总陷阱密度的纳米复合电介质放电能量密度和充放电效率分别为 4.26 J/cm3 和 98.93%,相比纯聚醚酰亚胺提升率分别为 91.09%和 227.58%,显著提升了高温储能性能.本研究为耐高温高储能性能电容器的研发提供了理论和模型支撑.

    陷阱能级和密度储能密度充放电效率纳米复合电介质

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    热效应在电流驱动反铁磁/铁磁交换偏置场翻转中的显著作用

    何宇陈伟斌洪宾黄文涛...
    245-253页
    查看更多>>摘要：电流驱动的面内交换偏置场翻转具有无需外磁场辅助、抗磁场干扰以及强磁各向异性等优势,受到广泛关注.然而,在纳米级厚度薄膜系统中,反铁磁/铁磁异质结的阻塞温度较低,同时电流脉冲会产生大量的焦耳热,理论上电流热效应对于交换偏置场翻转有着显著作用,但是其作用机制缺乏相关研究和验证.我们制备了一系列反铁磁IrMn厚度不同的Pt/IrMn/Py异质结,系统性地研究了热效应在电流翻转交换偏置场中的作用机制.结果表明,在毫秒级电流脉冲下,焦耳热能够使得器件升温至阻塞温度以上,解除反铁磁/铁磁界面的交换耦合,同时电流产生的奥斯特场和自旋轨道矩能够翻转铁磁磁矩,在降温过程中完成交换偏置场的翻转.并且,在翻转过程中,反铁磁/铁磁异质结的各向异性磁阻曲线呈现与温度相关的两步磁化翻转现象,分析表明该现象起源于交换偏置耦合与铁磁直接交换作用之间的竞争关系.本文的研究结果厘清了热效应在电流驱动交换偏置场翻转过程中的重要作用,有助于推动基于电控交换偏置场的自旋电子器件发展.

    交换偏置场反铁磁/铁磁热效应自旋轨道矩

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    结合电子束辐照与压电压力波法空间电荷分布实时测量的空间电荷包迁移行为的研究

    潘佳萍张冶文李俊吕天华...
    254-262页
    查看更多>>摘要：空间电荷包现象是一种特殊的空间电荷现象,具体表现为空间电荷以包的形态沿着极化电场的方向进行迁移.目前针对空间电荷包现象的研究还存在一些不足,研究的对象通常集中在聚乙烯及其交联产物中的正极性空间电荷包.本文提出了一套用于负极性空间电荷包特性研究的一体化实验系统,可进行电子束辐照与压电压力波法空间电荷分布实时测量相结合的实验研究,并简要介绍了该系统的结构与功能.该系统适用于不同厚度范围的各类绝缘电介质样品在不同电场下的实验研究.本文使用该实验系统初步研究了在不同外加电场(15,20,25,30 kV/mm)下聚丙烯与聚甲基丙烯酸甲酯样品内负极性空间电荷包的迁移行为,并从实验结果中提取了负极性载流子(电子)的迁移特性.聚丙烯与聚甲基丙烯酸甲酯样品中电子的迁移速率均存在随着电场的增加而减小的负微分迁移率现象,聚丙烯中该现象出现的阈值电场约为 26.0 kV/mm,聚甲基丙烯酸甲酯中该现象出现的阈值电场约为19.5 kV/mm,消失的截止电场约为27.5 kV/mm.

    绝缘聚合物空间电荷包电子束辐照载流子迁移率

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    三明治结构柔性储能电介质材料研究进展

    李雨凡薛文清李玉超战艳虎...
    263-274页
    查看更多>>摘要：聚合物电介质材料因其高功率密度、耐击穿、安全柔韧、易加工和自愈性等特点,被广泛应用于智能电网、新能源汽车、航空航天、国防科技等领域.其中,基于三明治结构设计获得具有更高储能密度和储能效率的柔性电介质材料成为近年来聚合物储能电介质领域的研究热点和常用策略.本文从电介质的材料构成、结构设计以及制备方法等角度综述了基于三明治结构聚合物电介质薄膜在储能密度提升方面的研究进展,阐述了三明治结构电介质材料性能调控的微观机制和协同增强机理,并展望了其发展趋势和应用前景.

    柔性三明治储能电介质研究进展

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    氮化硼纳米管表面结构设计及其对环氧复合电介质性能调控机理

    任俊文姜国庆陈志杰魏华超...
    275-286页
    查看更多>>摘要：向环氧树脂基体中加入纳米填料是实现其多功能化的常用手段,其中拥有一维纳米结构的氮化硼纳米管(BNNTs),因具有超高导热系数、宽能级带隙、高长径比、高力学强度而备受关注.然而,表面惰性、易团聚、与环氧树脂之间界面作用弱等缺点极大地制约了BNNTs进一步应用.基于此,本文提出采用表面包覆介孔二氧化硅(mSiO2),并接枝硅烷偶联剂功能分子的方法,优化BNNTs表面特性.结果表明,通过表面结构设计及功能化,可显著改善BNNTs的分散特性,提升其与环氧树脂的界面作用.以此所制备的环氧复合电介质可实现力学韧性和导热系数的同步提升,并兼具较低的介电常数与损耗.此外,mSiO2 独特的纳米介孔结构赋予复合电介质大量的深陷阱,有效阻碍了电子的迁移,进而提高复合电介质的电气强度.本文为环氧树脂的多功能化提供了新思路,亦对揭示纳米填料表面特性-复合电介质微观结构-宏观性能之间的关联关系提供了一定实验数据支撑.

    环氧树脂氮化硼纳米管介电性能界面调控

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