期刊,物理学报 2023年卷9期_国家学术搜索

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

主办单位：中国物理学会，中国科学院物理研究所

主　　编：欧阳钟灿

出版周期：半月刊

国际刊号：1000-3290

电子邮箱：wulixb@aphy.iphy.ac.cn

电　　话：010-82649294

邮政编码：100190

地　　址：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

110 GHz微波输出窗内表面次级电子倍增特性的电磁粒子模拟

舒盼盼赵朋程王瑞

74-84页

查看更多>>摘要：在输出窗内表面上,次级电子倍增是限制高功率微波功率容量的主要因素之一,因而开展相关研究具有重要的意义.在微波频率为110 GHz下,本文通过一维空间分布和三维速度分布的电磁粒子模型对次级电子倍增过程及其引起的损失功率进行了数值模拟.重点研究了介质表面处的微波电场和介质材料种类对损失功率的影响.模拟结果表明,在次级电子倍增达到稳态之后,尽管电子数密度高于临界的截止数密度,但是微波电场没有发生明显的改变.这是因为在很高的静电场下,电子主要聚集在介质表面附近若干微米的区域,远小于相应的趋肤深度.倍增稳态时的电子数密度随着微波电场升高而增加,然而损失功率与表面处的微波功率之比增加得较为缓慢.在倍增达到稳态之后,由于蓝宝石表面附近的电子数密度最高,石英晶体表面附近的次之,熔融石英表面附近的数密度最低,所以相应的损失功率依次减小.为验证模型的准确性,将倍增阈值的模拟值与实验数据进行了对比,并讨论了两者之间的差异.

关键词：

高功率微波次级电子倍增电磁粒子模型

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超分子结构单元研究黑索金的弹性各向异性

位付景张伟斌董闯陈华...

85-93页

查看更多>>摘要：含能材料的弹性性质微观上体现了分子间的结合力,且与含能材料的化学分解和爆炸相关.因此,弹性性质-晶体结构的关联为设计具有特定性质的新材料和理解含能材料点火起爆提供了理论基础.本文提出超分子结构单元作为最小化学单元来定量表征黑索金(RDX)不同晶面的弹性模量.基于超分子结构单元的弹性模量模型表明,与弹性模量相关的微观因素有:超分子结构单元的分子对数量、分子对的平衡距离、分子间力常数以及分子间非键能与晶面法线的夹角;而弹性模量的各向异性来源于分子间非键能与晶面法线的夹角不同.研究结果表明,RDX的超分子结构单元包含15个RDX分子,以该超分子结构单元计算得到RDX(100),(010),(001),(210)和(021)晶面的弹性模量分别为 21.7,17.1,20.1,19.1 和 15.3 GPa.除 RDX(001)晶面外,以上晶面的理论计算值与超声共振谱、脉冲激热散射、布里渊散射和纳米压痕实验值基本吻合.RDX(001)晶面的计算值(20.1 GPa)远高于实验值(15.9-16.6 GPa),原因可能是计算过程中将RDX分子看作刚性体,忽略了 RDX(001)晶面在外界载荷作用下发生的分子内六元环和NO2基团的移动和变形.

关键词：

黑索金超分子结构单元弹性各向异性

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二维X-A1N(X=C,Si,TC)半导体的可见光调控与反常热输运

赵罡梁汉普段益峰

94-102页

查看更多>>摘要：在二维材料中,平面六方氮化铝(AlN)对开发电子器件至关重要.但宽带隙限制了其应用,为进一步突破性能瓶颈,本文采用结构搜索的方法找到一种新型孔状皱面的AlN构型,由于其特殊的孔状构型,可在孔中引入C,Si原子与碳三角环(TC)形成新型二维X-AlN(X=C,Si,TC)结构,从而提升其光学与热学性能.结果表明:1)在电子结构方面,由于X-pz电子的局域性,费米面附近产生的孤立能带将带隙值从4.12 eV(AlN)分别降至0.65(C-AlN)和1.85 eV(Si-A1N),显著改善了 AlN的宽带隙.TC-AlN由于碳三角环间C-px杂化形成离域π键,使能量降低,实现了间接带隙到直接带隙的转变.2)热输运方面,与AlN,C/Si-AlN相比,TC-AlN由于碳三角环间强共价键抑制了垂直面内的声子振动,极大地增强了热导率.此外,在X-AlN中施加双轴应变,热导率出现先上升后下降的异常变化趋势,这是源于随应变增强的N—N键带来的低非谐性与声子模软化降低群速度之间的竞争.本工作给出了调控二维AlN性能的新路径,为提高半导体电子、光学与热学性能提供有力指导.

关键词：

二维半导体热传导电子结构双轴应变

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外场对拓扑相变氧化物薄膜物性的调控研究进展

孙雨婷李明明王玲瑞樊贞...

103-112页

查看更多>>摘要：钙钛矿型过渡金属氧化物在外场激励下可以通过得失氧离子发生显著的结构拓扑相变,同时伴随着输运、磁性、光学等物性的巨大变化,是近年来被重点关注的研究体系,在固态氧化物燃料电池、氧气传感器、催化活性、智能光学窗口以及神经形态计算器件中具有巨大的应用前景.本工作回顾了近年来国内外研究小组在拓扑相变氧化物薄膜及其物性调控方面的工作进展,详细介绍了这类典型薄膜材料在应力场、电场、光场、温度场等外场激励下呈现出的新奇物性,并讨论了其基本物理机制.本综述旨在进一步认识此类材料中的电荷、晶格、轨道等量子序之间的微观耦合机制及其与宏观物性的关联,相关研究有望为基于功能氧化物的高灵敏度、弱场响应的电子器件提供新材料、新途径和新思路.

关键词：

拓扑结构相变氧化物薄膜氧空位外场调控

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SrRuO3超薄膜制备条件和拓扑霍尔效应的关联

张静娴保明睿叶飞刘佳...

113-121页

查看更多>>摘要：使用激光分子束外延在SrTiO3(001)衬底上生长SrRuO3薄膜,并研究激光能量密度、生长温度和靶材表面烧蚀度等生长参数对于SrRuO3表面形貌、基本磁电性质以及拓扑霍尔效应的影响.当在最优条件下生长SrRuO3薄膜时,样品表面平整、台阶清晰,具有最低的金属-绝缘体转变温度,电阻率最低,且具有最显著的拓扑霍尔效应;而改变生长参数生长的SrRuO3薄膜由于存在更多的缺陷,其表面较粗糙,金属-绝缘体转变温度增大,或表现出绝缘体行为,而拓扑霍尔效应会变弱甚至消失.

关键词：

SrRuO3激光分子束外延生长控制拓扑霍尔效应

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应变增强Nb掺杂SrTiO3薄膜热电性能

马云鹏庄华鹭李敬锋李千...

122-128页

查看更多>>摘要：高性能热电材料的发展有望帮助解决未来能源危机,且随着可穿戴器件的发展与应用,热电材料和器件除了要具备更高的热-电转化性能以外,还必须具有良好的柔性.将热电材料制成薄膜既可以为微型器件供电,也有潜力应用于柔性器件.本文使用脉冲激光沉积方法,在商用SrTiO3(STO)和La0.3Sr0.7Al0.65Ta0.35O3(LSAT)衬底上制备得到了不同厚度的高质量铌掺杂钛酸锶薄膜(Nb:STO),并对薄膜的表面形貌、结构以及热电性能进行表征与测试.结果显示,使用LSAT作为衬底可以对薄膜施加面内压应变,随着薄膜厚度的增大,应变逐渐释放并接近于块体Nb:STO.随着厚度的增大,薄膜的热电性能逐渐提升,在STO衬底上生长的208 nm厚样品的室温功率因子相比于52 nm样品提升了 187％.此外,144 nm厚度的Nb:STO/LSAT薄膜室温塞贝克系数达到了 265.95 μV/K,这是由于衬底应变导致薄膜样品的能带变化.本工作表明通过应变工程调控铌掺杂钛酸锶薄膜热电性能的可行性,为后续提高此类薄膜材料的热电性能提供了一种新思路.

关键词：

脉冲激光沉积热电钛酸锶薄膜

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n型Bi2Te3基化合物的类施主效应和热电性能

李强陈硕刘可可鲁志强...

129-137页

查看更多>>摘要：晶粒细化是提高Bi2Te3基热电材料力学性能的重要方法,但晶粒细化过程中伴随的类施主效应严重劣化了材料的热电性能,并且一旦产生类施主效应,就很难通过简单的热处理等工艺消除.本文系统研究n型Bi2Te3基化合物烧结前粉体颗粒尺寸对材料类施主效应和热电性能的影响规律.随着颗粒尺寸减小,氧诱导的类施主效应明显增强,载流子浓度从10 M烧结样品的3.36×1019 cm-3急剧增加到 120 M烧结样品的7.33×1019 cm-3,严重偏离最佳载流子浓度2.51×1019 cm-3,热电性能严重劣化.当粉体颗粒尺寸为1-2 mm时,烧结样品的Seebeck系数为-195 μV/K,载流子浓度为3.36×1019 cm-3,与区熔样品沿着ab面方向的Seebeck系数为-203 μV/K和载流子浓度为2.51×1019cm-3相近,未表现出明显的类施主效应,可作为粉末冶金工艺的优质原料.18 M烧结样品获得最大ZT值为0.75,进一步增强织构有望获得优异的热电性能.本研究为调控和有效抑制类施主效应的产生提供了新方法和途径,为采用粉末冶金工艺制备具有优异热电性能和力学性能材料提供了重要指导.

关键词：

Bi2Te3基化合物颗粒尺寸类施主效应热电性能

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钙钛矿相界面插层对SrFeOx基忆阻器的性能提升

陈开辉樊贞董帅李文杰...

138-147页

查看更多>>摘要：SrFeOx(SFO)是一种能在SrFeO2.5钙铁石(BM)相和SrFeO3钙钛矿(PV)相之间发生可逆拓扑相变的材料.这种相变能显著改变电导却维持晶格框架不变,使SFO成为一种可靠的阻变材料.目前大部分SFO基忆阻器使用单层BM-SFO作为阻变功能层,这种器件一般表现出突变型阻变行为,因而其应用被局限于两态存储.对于神经形态计算等应用,单层BM-SFO忆阻器存在阻态数少、阻值波动大等问题.为解决这些问题,本研究设计出BM-SFO/PV-SFO双层忆阻器,其中PV-SFO层为富氧界面插层,可在导电细丝形成过程中提供大量氧离子并在断裂过程中回收氧离子,使导电细丝的几何尺寸(如直径)在更大范围内可调,从而获得更多、更连续且稳定的阻态,可用于模拟长时程增强和抑制等突触行为.基于该器件仿真构建了全连接神经网络(ANN),在手写体数字光学识别(ORHD)数据集进行在线训练后获得了 86.3％的识别准确率,相比于单层忆阻器基ANN的准确率提升69.3％.本研究为SFO基忆阻器性能调控提供了一种新方法,并展示了它们作为人工突触器件在神经形态计算方面的应用潜力.

关键词：

SrFeOx基忆阻器人工突触神经网络界面插层

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基于HfO2插层的Ga2O3基金属-绝缘体-半导体结构日盲紫外光电探测器

董典萌汪成张清怡张涛...

148-157页

查看更多>>摘要：作为一种新兴的超宽带隙半导体,Ga2O3在开发高性能的日盲紫外光电探测器方面具有独特的优势.金属-半导体-金属结构因其制备方法简单、集光面积大等优点在Ga2O3日盲紫外光电探测器中得到了广泛的应用.本文在传统的金属-半导体-金属结构Ga2O3日盲紫外光电探测器的基础上,利用原子层沉积技术引入高介电性和绝缘性的氧化铪(HfO2)作为绝缘层和钝化层,制备出带有HfO2插层的金属-绝缘体-半导体结构的Ga2O3日盲紫外光电探测器,显著降低了暗电流,提升了光暗电流比,同时提高了器件的比探测率和响应速度,为未来Ga2O3在高性能弱光探测器件制备提供了一种新通用策略.

关键词：

氧化镓紫外探测金属-绝缘体-半导体表面钝化

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氧化物异质界面上的准二维超导

冉峰梁艳张坚地

158-178页

查看更多>>摘要：由于对称性破缺、晶格失配、电荷转移和空间限域等多自由度的协同关联作用,氧化物异质界面演生出许多与相应体材料所不同的物理性质,其中氧化物界面超导由于蕴含丰富物理内涵吸引了广泛的关注.近年来,得益于氧化物异质外延以及物性精准表征技术的迅猛发展,研究人员已经在多种氧化物异质界面上观测到了准二维的界面超导,并研究了与其相关的许多新奇量子现象,不仅推动了凝聚态物理研究的发展,也为界面超导走向实际应用奠定了重要基础.本文主要介绍和讨论氧化物界面上的准二维超导,以典型的LaAlO3/SrTiO3界面准二维超导及La2CuO4/La1.56Sr0.44CuO4等铜氧化物界面超导为例,总结分析氧化物界面超导中新奇的物理现象,并指出该研究体系目前存在的一些问题,最后展望界面超导未来的发展方向.

关键词：

氧化物界面超导铜基超导二维电子气

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