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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

    大晶粒UO2燃料裂变气体释放行为相场模拟研究

    刘东昆王庆宇张田周羽...
    207-220页
    查看更多>>摘要:为预测大晶粒UO2 燃料中裂变气体的释放行为,从而为事故容错燃料的发展提供支持,本文采用相场模型,对裂变气体在UO2 多晶微观结构中的释放行为进行了模拟.该模型采用一组耦合的Cahn-Hilliard方程与Allen-Cahn方程,用守恒场变量表示裂变气体与空位的分布,以及用序参量区分气泡相与基质相.该模型重点考察了不同晶粒尺寸、不同温度条件与扩散系数对裂变气体释放行为产生的影响,展现了气泡的形核、生长、融合等行为,得到了一定程度燃耗深度下燃料的孔隙度、晶界处气泡覆盖率、气泡平均半径等模拟结果.结果表明,温度与扩散系数对孔隙度、晶界处气泡覆盖率的影响较为显著,在扩散系数较大时,晶粒尺寸也会对裂变气体释放行为产生较大影响,扩散系数较小时,晶粒尺寸的影响则不明显.此外,通过该模型得出的高燃耗深度下裂变气体气泡分布状况与实验结果也较为符合,该模型能较好地预测大晶粒UO2 裂变气体释放行为.

    相场模型大晶粒UO2燃料裂变气体释放

    基于55 nm DICE结构的单粒子翻转效应模拟研究

    张幸刘玉林李刚燕少安...
    221-230页
    查看更多>>摘要:单粒子翻转(single event upset,SEU)是器件在辐照空间中应用的关键难题,本文以 55 nm加固锁存单元为研究载体,通过三维数值模拟方法,获得了重离子不同入射条件下的线性能量转移(linear energy trans-fer,LET)阈值和电压脉冲变化曲线,研究了双互锁存储单元(dual interlockded storage cell,DICE)的抗辐照性能和其在不同入射条件下的SEU效应.研究表明,低LET值的粒子以小倾斜角入射器件时,降低了器件间的总电荷收集量,使得主器件节点的电压峰值和电压脉宽最小,器件SEU敏感性最低;由于空穴与电子迁移率的差异,导致DICE锁存器中Nhit的入射角敏感性远大于Phit;合理调节晶体管间距可以削弱电荷共享效应,使得从器件总电荷收集量减小,仿真计算得到此工艺下晶体管间距不能小于 1.2 μm.相关仿真结果可为DICE锁存单元单粒子效应的物理机制研究和加固技术提供理论依据和数据支持,有助于加快存储器件在宇航领域的应用步伐.

    双互锁存储单元数值模拟单粒子翻转效应电荷共享效应

    过渡金属元素掺杂对磁铁矿磁矩及磁各向异性的调控

    任延英李雅宁柳洪盛徐楠...
    231-237页
    查看更多>>摘要:磁性 Fe3O4 纳米粒子在纳米医学领域展现出巨大的应用前景.饱和磁化强度和磁各向异性对于 Fe3O4纳米粒子在药物输送和磁热疗中的应用至关重要.在此,通过密度泛函理论计算,仔细研究了 3d和 4d过渡金属元素的掺杂对 Fe3O4 磁矩及磁各向异性的影响.结果表明,Fe3O4 中Zn和Cd的掺杂会增大总磁矩,而其他 3d和 4d过渡金属元素的掺杂会降低总磁矩.有趣的是,Cd 的掺杂也会大大增大磁各向异性.本文结果表明,掺杂 Cd是提高 Fe3O4 作为药物输送和磁热疗材料性能的可行方法.

    饱和磁化强度磁各向异性密度泛函理论磁铁矿

    半导体缺陷的电子结构计算方法研究进展

    李晨慧张陈蔡雪芬张才鑫...
    238-251页
    查看更多>>摘要:半导体材料的掺杂与缺陷调控是实现其应用的重要前提.基于密度泛函理论的第一性原理缺陷计算为半导体的掺杂与缺陷调控提供了重要的理论指导.本文介绍了第一性原理半导体缺陷计算的基本理论方法的相关发展.首先,介绍半导体缺陷计算的基本理论方法,讨论带电缺陷计算中由周期性边界条件引入的有限超胞尺寸误差,并展示相应的修正方法发展.其次,聚焦于低维半导体中的带电缺陷计算,阐述凝胶模型下带电缺陷形成能随真空层厚度发散的问题,并介绍为解决这一问题所引入的相关理论模型.最后,简单介绍了缺陷计算中的带隙修正方法及光照非平衡条件下掺杂与缺陷调控理论模型.这些工作可以为半导体,特别是低维半导体,在平衡或非平衡条件下的缺陷计算提供指导,有助于后续半导体中的掺杂和缺陷调控工作的进一步发展.

    半导体缺陷计算镜像电荷修正低维半导体缺陷物理非平衡掺杂

    非均匀流体的体积黏度:Maxwell弛豫模型

    孙宗利康艳霜张君霞
    252-262页
    查看更多>>摘要:基于黏弹力学中的Maxwell弛豫理论,提出一种新颖的、可用于计算非均匀体积黏度的理论方法.该方法通过体相流体的黏性和弹性特征来计算体系的局域弛豫时间,进而结合体系的局域弛豫模量来计算体积黏度的非均匀分布.作为应用,计算了受限于平行狭缝中的Lennard-Jones流体的非均匀体积黏度,系统地研究了体密度、温度、缝宽和吸附强度等因素对体积黏度的影响.结果表明,上述因素的变化均可显著地调制狭缝中流体的体积黏度.其中,体密度和吸附强度的增大均有益于体积黏度的增强,而温度的升高将则会削弱其体积黏度.此外,毛细凝聚的发生也对受限流体的体积黏度具有显著的调制作用.

    非均匀流体体积黏度局域弛豫时间力学模量

    紧凑型冷原子高分辨成像系统光学设计

    沈晓阳成一灏夏林
    263-269页
    查看更多>>摘要:对真空腔内的冷原子进行高分辨成像通常需要原子与像平面之间保持较大的距离,这不利于成像系统在光学元件密集的冷原子实验中实现.设计了一套显著降低原子与像平面距离的高分辨成像系统,实现了1μm的分辨率与 50倍的放大率.仿真结果表明,通过改变透镜间距,可以适应 0-15 mm厚度范围的真空窗口.该成像系统由数值孔径为 0.47的显微物镜和有效焦距为 1826 mm的远摄物镜组合而成.结合成像波长为 470-1064 nm的仿真结果,该系统可以对钠、锂、铯等不同种类的原子进行高分辨成像.

    冷原子实验高分辨成像光学设计

    元素掺杂对储氢容器用高强钢性能影响的第一性原理和分子动力学模拟

    胡庭赫李直昊张千帆
    270-282页
    查看更多>>摘要:高压气态储氢是当前氢能储运的重要方式,而高强钢材料则是储氢容器主要采用的材料之一.然而,其内部杂质元素和固有缺陷常导致其力学性能下降,从而降低了容器的承压能力和存储寿命.目前元素掺杂对于高强度钢力学性能的影响机制尚不完全明确,基于此,本文应用第一性原理计算模拟方法研究了Fe-M及Fe-C-M(M = Cr,Mn,Mo,As,Sb,Bi,Sn,Pb)体系中元素掺杂对其机械性能的影响.结果表明,Mn掺杂使得高强钢的弹性模量、体模量和剪切模量等增强,而其余元素的引入均使得高强钢的 3种模量减弱,其中非过渡金属元素对 3种模量的影响大于过渡金属元素.电子结构分析表明,过渡金属元素与Fe晶格有着更好的相容性.分子动力学模拟结果进一步显示H原子的注入显著地破坏了Fe多晶掺杂C,Cr,Mn元素体系的晶格有序性,而Cr元素的掺入则可以显著提升体系的位错密度.综上,本文探究了掺杂元素对单晶和多晶Fe力学性能的影响,对Fe基材料掺杂及缺陷对强度影响的机理研究具有较强的指导意义.

    第一性原理分子动力学力学性能晶体缺陷

    基于GaN/(BA)2PbI4异质结的自供电双模式紫外探测器

    张盛源夏康龙张茂林边昂...
    283-290页
    查看更多>>摘要:紫外探测器作为智能光电系统的重要组成部分,近年来在诸多领域应用广泛,其中自供电异质结光电二极管的研究显得尤为重要.本文制备并讨论了一种双模式运行的GaN/(BA)2PbI4 异质结紫外光电二极管.通过金属有机化学气相沉积法在蓝宝石上沉积GaN薄膜,再在GaN薄膜表面旋涂(BA)2PbI4 薄膜,用于构建平面异质结探测器.当在+5V偏压驱动、光强为 421 μW/cm2 的 365 nm紫外光照射下,响应度(R)和外量子效率(EQE)分别为 60 mA/W和 20%.在自供电模式下,上升时间(τr)和衰减时间(τd)分别为 0.12 s和 0.13 s.这些结果共同证明了基于GaN/(BA)2PbI4 异质结的自供电紫外光电二极管拥有旷阔的发展前景,为智能光电系统的发展提供了新的思路.

    宽禁带半导体钙钛矿异质结自供电紫外探测器

    Kagome超导体AV3Sb5(A = K,Rb,Cs)的掺杂效应

    李永恺刘锦锦张鑫朱鹏...
    291-304页
    查看更多>>摘要:Kagome材料为研究电子关联效应、拓扑物态、非常规超导电性和几何阻挫等新奇物理现象提供了良好的平台.最近,Kagome超导体AV3Sb5(A = K,Rb,Cs)在凝聚态物理领域引起了广泛关注和研究,国内外多个课题组通过化学掺杂对其物性进行有效调控,为进一步理解和认识该体系材料提供了巨大帮助.本文综述了AV3Sb5 掺杂研究的最新进展,对这一快速发展材料体系的掺杂效应进行了总结,以促进Kagome超导体AV3Sb5 的进一步探索和研究.具体地说,回顾了CsV3Sb5 中Nb,Ta,Ti和Sn的原子掺杂,以及Cs,O等元素表面掺杂对材料量子效应和电子能带结构的影响,讨论了掺杂对物性调控的物理机制.为进一步理解和研究该材料体系的电荷密度波、时间反演对称性破缺、超导电性等丰富量子效应提供相关基础.

    Kagome晶格元素掺杂超导电性电荷密度波

    Mn3Sn薄膜磁相变的输运表征

    谭碧高栋邓登福陈姝瑶...
    305-312页
    查看更多>>摘要:六角笼目(Kagome)相拓扑反铁磁材料近年来引起了人们极大的研究兴趣,这主要是因为它们拥有众多独特的性能,例如虽然净磁矩跟反铁磁材料一样接近零,但确有与铁磁性材料强度相当的磁电、磁光和磁热效应,极具应用价值.以上的这些特性绝大多数都与其磁结构紧密相关,然而人们却发现其磁结构对于生长条件和材料成分非常敏感.因此,开发一种简单、普适的Kagome相拓扑反铁磁材料磁结构相变测量方法,对于大多数难以获得高能中子衍射等先进实验手段的实验室来说,无论是材料的生长优化还是物理现象机理的理解都具有重要的意义.本文采用脉冲激光沉积方法在(1(1)02)取向的Al2O3 单晶衬底上成功外延制备了高质量(11(2)0)取向的六角Kagome相Mn3Sn薄膜,并系统地测量了不同温度下该Mn3Sn薄膜的磁性和磁输运特性.结果发现,该Mn3Sn薄膜的磁化曲线、霍尔电阻率曲线和磁电阻曲线在其三类磁相变温度中的某些或全部均表现出一定的异常特征.这些特征可以作为该六角Kagome相Mn3Sn薄膜中磁相变的证据,甚至用于测量这些磁相变的温度.本工作有助于进一步推动六角Kagome相拓扑反铁磁材料在自旋电子器件中的应用.

    拓扑反铁磁磁相变反常霍尔电阻各向异性磁电阻