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物理  
  物理--2018, 47 (3)   发布日期: 2018-03-12

以金属锂为负极的Li-O2电池是下一代锂电池的发展方向,其正极催化材料是降低充放电过电势、促进产物Li2O2沉积和分解的重要保障。本期封面反映的是由浙江大学材料学院能源材料课题组制备的基于碳布生长的ZnO阵列,为第八届浙江省高校暨浙江大学材料微结构探索大赛获奖作品,原图由扫描电子显微镜S-4800拍摄。本作品以ZnO团簇为创作对象,呈现为一只嘻哈范的毛毛虫在晴日里享受日光浴。该材料是Li-O2电池正极材料制作过程中的中间产物,经过后续修饰及实验处理可用于高比能量密度Li-O2电池。作品将科学性和艺术性完美结合,以独特角度反映材料微观结构,揭示了材料魅力之源。(浙江大学成浩、杨瑜盼供图)

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评述

近红外光电探测器的发展与应用 Hot!

吴国安,罗林保
2018, 47(3): 137-142     全文: PDF (2274 KB)   ( 下载: 1935 )
摘要

近红外光电探测器在军事和国民经济中应用广泛,如航空航天、光通信、工业控制、近红外成像等领域。文章首先讲述了近红外光电探测器的发展历史、工作原理和基本应用情况。通过比较各类光电探测器的性能参数,可以看出基于纳米材料的近红外光电探测器具有很高的响应度、探测率和响应速度。然后,文章将着重介绍近红外光电探测器在光纤通信、无人驾驶、模式识别和光电耦合等领域的发展情况及相关原理。最后,文章对近红外光电探测器的发展前景进行了展望。未来近红外光电探测器将全面应用于各大领域,但是高端的材料生长技术、高效的光电转化方法以及大规模光电器件集成工艺等方面的不足依旧是限制纳米光电探测器发展的主要因素。

太阳能电池的明天 Hot!

牛秀秀,田铎,陈棋
2018, 47(3): 143-152     全文: PDF (3377 KB)   ( 下载: 1776 )
摘要

以杂化卤素钙钛矿为吸光层的新兴光伏技术,在不到10年时间内,其光电转换效率已提升至22.7%,从而成为太阳能电池中的一匹黑马,引起了学术界和工业界的广泛关注和大量研究。2017年更是成为诺贝尔奖的候选。可以预见,在今后几年的发展中,这种电池技术很可能进一步提升效率,并保持低成本,为我们的生活提供更加廉价清洁的太阳能。

物理学和高新技术

相变存储器失效机理的研究进展 Hot!

高丹,刘波
2018, 47(3): 153-161     全文: PDF (3730 KB)   ( 下载: 1508 )
摘要

相变存储器由于具有非易失性、高速度、低功耗等优点被认为是最有可能成为下一代存储器的主流产品之一。然而存储器芯片的良率、密度和操作速度受制于性能最差的单元,因此研究相变存储器的失效机理对于存储器芯片成本的降低以及性能的提升至关重要。文章综述了相变存储器失效机理的研究进展,主要讨论和归纳了电性操作和工艺制程所导致的相变存储器失效模型和失效机理,包括电迁移、热动力学效应、相变应力和热应力、电压极性、结晶引发的偏析、浓度梯度、电极材料以及制造工艺引起的失效。

“冷分子制备与操控”专题讲座

第五讲 基于激光冷却原子的超冷分子制备与外场操控 Hot!

武寄洲,马杰,贾锁堂
2018, 47(3): 162-172     全文: PDF (3217 KB)   ( 下载: 1438 )
摘要

超冷分子的理论和实验研究近年来取得了令人瞩目的巨大成就,极大地拓展了原子分子光物理的研究范畴。围绕超冷分子的制备与应用开创了很多全新的研究领域,如超高分辨分子光谱、分子量子态操控、精密测量以及量子模拟等。当前超冷分子的高效密集制备主要采用基于激光冷却的超冷原子缔合技术来实现。文章综述了超冷分子缔合制备的研究现状,阐述了光缔合、Feshbach共振缔合、受激拉曼绝热跃迁以及超短脉冲光缔合产生超冷分子的物理机制与实验进展,对外场操控超冷分子的实验结果及其潜在应用做了概要展示。

研究快讯

硅烯和锗烯的生长及其机制研究 Hot!

黄立,杜世萱,高鸿钧
2018, 47(3): 173-176     全文: PDF (2949 KB)   ( 下载: 1211 )
摘要

硅烯和锗烯分别是由硅原子和锗原子组成的具有类似石墨烯结构的二维材料。与组成石墨烯的sp2杂化的碳原子不同,硅原子和锗原子在能量上更倾向于sp3杂化,这是一种三维的共价键构型,所以在自然界中不存在类似石墨那样的层状结构的块体硅和锗,因此也不可能像剥离石墨烯那样从块体中得到硅烯和锗烯单层。这两种材料的生长需要使用单层可控的沉积技术,并选择合适的基底,从而使硅和锗倾向于二维平面生长而非形成三维岛状结构。硅烯和锗烯的可控制备近年来一直是研究热点。

“三·八”国际妇女节专题

“亲爱的,开心点,你刚有了个重大发现!” Hot!

邵立晶 编译
2018, 47(3): 177-179     全文: PDF (1638 KB)   ( 下载: 956 )
摘要

Sarah Tesh和JessWade都曾报道了2017 英国物理学会主席奖章得主Jocelyn Bell Burnell作为女性科学家,在其科学生涯跌宕起伏的人生经历。 1967 年,Jocelyn Bell Burnell 发现了脉冲星。当时人们谈论她时,并不关心她的科学成就,只是八卦地拿她跟玛格丽特公主比身高。然而很不幸地,这并不是Bell Burnell 第一次、也不是最后一次受到这样的性别歧视。但她依然在艰难的科学道路上坚持了下来,成为皇家学会成员,获得“女爵士”封号和多个重要的奖项。甚至于诺贝尔奖委员会没有颁奖给她这件事,也引起了业内的争论。

物理给予我创新原动力 Hot!

宣丽
2018, 47(3): 179-181     全文: PDF (1946 KB)   ( 下载: 1184 )
摘要
在科研实践中我深深体会到,物理是原创动力,没有物理思维只埋头技术很容易产生局限。我在给研究生们上课的时候深深感叹液晶显示器的结构设计,从液晶分子90°扭曲排列导入的旋光、到液晶弹性体连续性以及排列畸变弹性能的利用,从像素后薄膜晶体管TFT 的数十道光刻工艺到遮光黑矩阵的设计,其中物理模型之准确、数学计算之精细、所涉及学问之广泛,实在令人惊叹不已!在这样宏大的物理学面前,个人的力量显得如此柔弱渺小!然而正是物理带给全人类的智慧,将点点滴滴汇聚成河,推动文明进步的航船不断前行。物理包罗万象,从中可以汲取无尽的创新源泉。

求知路漫漫,风景无限好 Hot!

仪鸣
2018, 47(3): 181-183     全文: PDF (1774 KB)   ( 下载: 1175 )
摘要

我在科学追寻的道路上刚刚摸索着起步,后面的一切对我来说充满未知。但我相信一路上一定还有很多美好的风景等着我们去发现,也一定会有更多志同道合的朋友结伴同行。我感恩所有帮助激励过我的恩师、朋友和亲人们。坎坷、逆境一定会有,但只要好奇心和发现美好的初心还在,求知路漫漫,风景无限好!

物理攫英

广义相对论中可能丧失决定论

徐仁新 编译
2018, 47(3): 184-184     全文: PDF (1327 KB)   ( 下载: 1193 )
摘要

带电黑洞的微扰分析表明,通常物理定律的可预测性在广义相对论中会失效。

最重的元素具有反常的壳结构

周书华 编译
2018, 47(3): 185-186     全文: PDF (2723 KB)   ( 下载: 1304 )
摘要

超重的稀有气体元素Og(Z=118)的半衰期估计短于1ms,很难进行化学观测。必须倚靠计算来搞清这种短寿命元素的基本特性。Massey 大学的Paul Jerabek 及其同事采用费米子定域化方法来表征Og的内部结构。他们发现Og的电子与核子的分布都是均匀的,与在轻元素中看到的非均匀壳结构形成鲜明的对照。这意味着Og的化学性质和物理性质与其他稀有气体元素非常不同。

物理学咬文嚼字

物理学咬文嚼字之九十六:推之成广义

曹则贤
2018, 47(3): 187-189     全文: PDF (3275 KB)   ( 下载: 1541 )
摘要

总想generalizing 点儿什么简直是数学和物理的通病。知道都generalized了哪些内容,才能理解general relativity到底是怎么个广义法儿。

超导“小时代”

超导“小时代”之二十九:高温超导新通路

罗会仟
2018, 47(3): 190-193     全文: PDF (2934 KB)   ( 下载: 1500 )
摘要

美国《科学》和《今日物理》等杂志特别提到,铁基超导的研究加速了高温超导机理的解决进程,使得人们完全有理由相信在不久的将来,室温超导可以被实现并被广泛应用。随着越来越多的中国科学家引领世界超导前沿,中国人在国际超导舞台上的角色也越来越重要。2008 年第一场铁基超导的国际研讨会在中科院物理所举行,国际顶级的超导研究学者展开了热烈的讨论。十年后的2018 年,代表超导研究最高水平的第12 届国际超导材料与机理大会将在北京召开,中国科学家不仅是主角而且是组织者。相信在未来,中国的超导之路,将走得更远更广!

人物

刘寄星自述(二)

刘寄星
2018, 47(3): 194-199     全文: PDF (1937 KB)   ( 下载: 985 )
摘要

4 回到基础研究(1978—1998) 4.1 中国科学院研究生院(1978—1980) 1978 年9 月,我到中国科学院物理研究所人事处报到,和导师陈春先先生见了一面。他知道我是1964 年的研究生,此次重新考研,不过是想改换门庭而已。他也知道我在考试前已和与他同研究室的庆承瑞老师说好,我到所后和她一起工作。庆承瑞是何祚庥的夫人,原是北京大学技术物理系的老师,在莫斯科大学留学时与陈春先熟识,后来调到物理所从事等离子体物理研究。因我是学生身份,除与庆先生合作研究外,还必须到设在林学院的科学院研究生院上课。记得我在研究生院选了彭桓武先生讲的《理论物理导论》,李政道讲的《统计物理》,还花了不少时间练习英语口语。那时李佩老师担任英语教研室主任,从国外请来了外籍教员van der Water 和Lindel 两位女士教口语,对于我们提高英语水平帮助很大。1979 年庆承瑞先生转到新成立的理论物理所工作,我也就成了理论物理所的研究生,跟着她做核物质的统计物理研究。

科学咖啡馆

我与北极有个约定——中国科学院物理研究所“北极科考”主题讨论侧记

李淼,龚则周,魏红祥
2018, 47(3): 200-201     全文: PDF (1600 KB)   ( 下载: 1016 )
摘要

2018年2月26日晚,由科技部政策法规与监督司、中国科学院科学传播局、北京科学技术委员会支持,中国科学院物理研究所承办的第23 期科学咖啡馆活动,迎来了中国完成地球三极(南极、北极、青藏高原)科学考察第一人——中国科学院大气物理研究所高登义研究员。

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