Year: 2022

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选一系列文章供大家阅读，这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！ 精选文章 Journal of Physics D: Applied Physics Metal–nitrogen–carbon-based nanozymes: advances and perspectives Ying Wang, Rui Huang and Jeong Woo Han   The 2022 solar fuels roadmap Gideon Segev, Jakob Kibsgaard, Christopher Hahn, Zhichuan J Xu, Wen-Hui (Sophia) Cheng, Todd G Deutsch, Chengxiang Xiang, Jenny Z Zhang, Leif Hammarström, Daniel G Nocera, Adam Z Weber, Peter Agbo, Takashi Hisatomi, Frank E Osterloh, Kazunari Domen, Fatwa F Abdi, Sophia Haussener, Daniel J Miller, Shane...

我们汇总了2022年发表在JPhys Energy期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量、创新性以及涵盖了受关注的研究工作。 文章的选择基于一系列标准，包括优秀研究的展示、网络读者的受欢迎程度以及审稿人的高度赞扬。 感谢所有的作者和审稿人对JPhys Energy期刊的支持！ 亮点文章 Perspectives Photo de-mixing in mixed halide perovskites: the roles of ions and electrons Ya-Ru Wang et al 2022 J. Phys. Energy 4 011001   Papers Faradaic efficiency in protonic-ceramic electrolysis cells Huayang Zhu et al 2022 J. Phys. Energy 4 014002   Screen-printed bismuth telluride nanostructured composites for flexible thermoelectric applications A Amin et al 2022 J. Phys. Energy 4 024003   High throughput...

特刊详情 客座编辑 Leni Bascones，西班牙马德里材料科学研究所 Hae-Young Kee, 加拿大多伦多大学 Maia Vergniory, 德国马克斯普朗克固体化学物理研究所 主题范围 Recent developments have boosted the field of quantum materials making it one of the hottest topics in condensed matter physics. Quantum materials show a plethora of emerging quantum phenomena and can lead to cutting edge technologies, from quantum computers to racetrack memories or sensors. It is...

The application of engineering tools and techniques to studying women’s health, including biomaterials-based approaches, is a research field experiencing robust growth. Biomaterials are natural or synthetic materials used to repair or replace damaged tissues or organs or replicate an organ’s physiological function. However, in addition to in vivo applications, there has been substantial recent interest in biomaterials...

本篇研究来自清华大学邓磊课题组。本文提出首个基于脉冲神经网络模型处理毫米波雷达数据的通用神经形态框架。该框架未利用额外的抗噪声模块即可从含噪毫米波雷达及其他辅助传感器数据中进行学习并完成轨迹预测任务，演示了优秀的预测效果。并利用注意力机制进行脉冲神经网络特征增强，提升上述框架在轨迹预测任务中的性能。 文章介绍 General Spiking Neural Network Framework for Learning Trajectory from Noisy mmWave Radar Xin Liu（刘昕）, Mingyu Yan（严明玉）, Lei Deng（邓磊）, Yujie Wu（吴郁杰）, De Han（韩德）, Guoqi Li（李国齐）, Xiaochun Ye（叶笑春） and Dongrui Fan（范东睿）   通讯作者： 严明玉，中国科学院计算技术研究所处理器芯片全国重点实验室 邓磊，清华大学精密仪器系类脑计算研究中心 图1：通用的神经形态框架mm-SNN 本文研究内容的核心包括所提出的通用框架与基于该框架的优化方法。图1为本文提出的从毫米波雷达及辅助传感器中提取特征并学习表示的通用框架(称为mm-SNN)，我们将其中的数据处理分为五个步骤：预处理原始的传感数据、利用脉冲神经网络从数据中提取特征并学习表示、特征融合、建模时间依赖性、转换与输出。 图2：注意力机制优化方法。(a) 通道注意力模块; (b) 时序注意力模块; (c) 混合注意力模块 进一步，我们发现深度学习中通用的注意力机制可以嵌入到mm-SNN中以增强数据特征，从而提升框架在轨迹预测任务下的性能。如图2所示，我们引入了三种通用的注意力模块，分别嵌入在具有脉冲结构的卷积神经网络、全连接网络和特征融合网络中，并通过消融实验证明了包含多种注意力机制的框架具有更好的性能。如图3所示，相对于仅使用一种注意力模块的框架，mm-SNN(包含了三种注意力模块)在所有测试序列轨迹下最贴近真实轨迹。 图3：消融实验中预测轨迹和真实轨迹的比较。(a) – (e) 分别为五种不同的测试轨迹序列，每种序列对应一条轨迹。 我们还测试了mm-SNN对抗噪声的鲁棒性，通过人为向毫米波雷达数据中添加噪声，证明利用脉冲神经网络的框架比传统神经网络更稳健。如图4所示，无论是使用原始数据还是人为添加两种噪声的数据作为输入情况下，mm-SNN在测试损失方面始终比非脉冲机制的框架更稳健。同时，我们进一步研究了当噪声强度增强时框架的性能变化。如图5所示，mm-SNN在噪声强度较小时误差更低且更稳健，当噪声强度超过一定阈值后mm-SNN中误差逐渐超过未脉冲框架。这是因为脉冲神经网络的状态空间是离散的且每个神经元都是天然的噪声滤波器，使得在添加轻微噪声的情况很难迁移当前状态、但当噪声足够大时就容易发生状态突变产生崩溃。因此，得益于脉冲神经网络的鲁棒性，加入适当程度的噪声不会明显影响mm-SNN的性能。 图4：随着模型训练过程不断变化的测试损失。(a) – (c) 分别为使用原始数据、向原始数据中人为添加脉冲噪声、向原始数据中人为添加高斯噪声。   图5：mm-SNN与非脉冲机制框架的各项误差指标随高斯噪声强度增加的变化图。(a) – (c) 分别为最大误差、标准误差和均方根误差的量化图 研究背景： 近年来，多样化的测量和估计应用开始在工业场景中大量出现，毫米波雷达作为一种前景良好的探测和测距系统获得了诸多关注。虽然毫米波雷达可在恶劣环境下工作，但其产生的数据包含离群点、呈现含噪和稀疏特性。处理毫米波雷达数据的传统方法在数据量不断增长的情况下逐渐显露局限性。作为改进，一些文献利用深度学习模型处理毫米波雷达数据并取得了可观的成效，但是大多需要额外的模块和成本来处理数据中的噪声和稀疏问题。脉冲神经网络作为第三代神经网络，其丰富的时间动力学在捕获数据的时间依赖性方面具有天然优势，同时凭借其神经元膜电位泄漏衰减与稀疏脉冲发放机制，适合用于处理含噪和稀疏的特征数据。因此，本文提出基于脉冲神经网络设计一个能够处理具有丰富时间信息同时含噪且稀疏的毫米波雷达数据的通用框架。 作者介绍 严明玉 ...

IOP出版社旗下期刊Nanotechnology近日宣布浙江大学徐杨教授加入该刊编委会，担任编委。我们在此表示热烈欢迎！ 编委介绍 徐杨  教授 浙江大学 徐杨, 浙江大学微纳电子学院教授，英国物理学会会士（IOP Fellow, FInstP）。IEEE NTC Distinguished Lecturer, 硅材料国家重点实验室成员，Professor of ZJU-UIUC Joint Institute, UCLA访问教授，剑桥大学丘吉尔学者，美国UIUC电子工程系博士和硕士，清华大学电子工程系学士。长期致力于硅基微纳电子器件与集成的前沿基础研究，近年来，以第一或通讯作者在Nature Electronics, Nature Nanotechnology, Nature Photonics, Chem. Rev., Nature Comm., Adv. Mater., Phys. Rep., Nano Lett., ACS Nano, IEEE-EDL, IEEE-TED等期刊和IEDM会议上发表论文100余篇, 多篇文章连续多年入选ESI Highly Cited Paper。担任Advisory Panel Member of IOP Nanotechnology, Associate Editors of IEEE Nanotechnology Magazine和IET Circuits, Devices & Systems。负责国家自然科学重点基金、重大培育基金、面上基金多项, 参与国家重点研发计划和国家基金委重大研究计划等项目。 期刊介绍 Nanotechnology...

特刊详情 客座编辑 王强斌，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 裴仁军，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 主题范围 The CAS Key Laboratory of Nano-Bio Interface was founded in 2014 at Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics (SINANO), Chinese Academy of Sciences (CAS). With a multi-disciplinary research team, the Laboratory focuses on the major scientific challenges to the nano-bio interfaces between nanomaterials and biosystems, aiming to interpret and optimize...

IOP出版社与美国电化学学会（ECS）共同庆祝其期刊Journal of the Electrochemical Society（JES）文章下载量超过500万次，这意味着我们达到了一个新的里程碑。从1902年至今，JES一直是电化学和固态科学与技术领域被引用最多的期刊之一。 ECS目前出版四种同行评议期刊，由IOP出版社代表该学会出版，包括Journal of the Electrochemical Society（JES），ECS Journal of Solid State Science and Technology (JSS), ECS Sensors Plus (ECSSP)和ECS Advances (ECSA)，期刊文章由专业的技术编辑挑选。ECS将继续为科学界服务，坚持通过开放获取创造不受限制的科研环境和加速科学发现的愿景，并将不断发展其期刊系列。 期刊介绍 Journal of the Electrochemical Society 2021年影响因子：4.316  Citescore:6.6 Journal of the Electrochemical Society（JES）于1902年作为美国电化学学会（ECS）的官方期刊发行，现由IOP出版社代表该学会出版。JES涵盖电化学基础和应用领域的杰出研究，包括电极、界面和器件的理论和实验研究。JES有十个热门领域，包括：储能和转换；腐蚀；电沉积；电催化；双电层现象；传感器；生物电化学；电化学工程和原位光谱电化学；电分析化学。

——本文来自中南大学物理与电子学院 2022年12月16日下午，IOP出版社和中南大学物理与电子学院联合举办的“IOP & CSU低维物理与器件研讨会”成功举办。开幕式上，中南大学党委常委、副校长何军教授、Journal of Physics D: Applied Physics（JPhysD）主编刘会赟教授、IOP出版社CEO Antonia Seymour女士分别致欢迎词。开幕式由孙克辉院长主持。 开幕式后，北京石墨烯研究院 & 北京大学纳米科学与技术研究中心刘忠范院士做了题为《石墨烯新材料：从科学、工程，到产业》的大会报告，香港中文大学许建斌教授做了题为《Two-Dimensional Layered Materials and the Related Devices for Optoelectronics》的大会报告，以及Thomas Sharp博士做了IOP期刊介绍报告。接下来，张斗教授、邹应萍教授、欧阳方平教授、肖思教授、孙佳教授、潘安强教授等6位专家做了会议邀请报告。报告紧扣前沿动态、深入浅出，引起线上/线下观众积极讨论、深入思考，会场内交流讨论热烈。 2022年中南大学物理与电子学院孙克辉教授、阳军亮教授和孙佳教授在IOP出版社旗下期刊JPhysD组织出版了我校“低维物理与器件”学术专刊，全面展示我校在该领域的最新研究成果。研讨会聚焦低维物理与器件，包括低维材料生长、低维材料表面/界面物理、低维材料器件（能源器件、光电器件、信息器件、生物器件等）以及其他相关研究方向。本次会议邀请刘忠范院士和许建斌教授等多位著名专家和知名学者共同分享和讨论前沿研究进展，并一同庆贺中南大学物理与电子学院20周年华诞。本次会议由我院孙克辉院长和阳军亮副院长、JPhysD主编刘会赟教授和英国物理学会出版社首席执行官Antonia Seymour女士共同担任会议主席。会议共有2个大会报告、1个IOP期刊报告和6个邀请报告，展示了低维物理与器件领域的前沿进展。会议采用线上线下结合的方式进行（线下参会10余人、线上参会4000余人次），进行了深入的交流与讨论。 会议在掌声中落下帷幕，取得圆满成功。IOP出版社亚太区运营副总监Emmie Yang女士和会议主席孙克辉教授作会议闭幕致辞，对物理与电子学院20周年华诞表示祝贺，对参会嘉宾于百忙之中莅临本次会议、对学校学院领导的大力支持及整个会务组团队的辛勤付出表示衷心感谢。本次会议的成功举办离不开各方的大力支持，希望通过本次会议能搭建起彼此沟通的桥梁，推动低维物理与器件发展和创新。 再次庆贺中南大学物理与电子学院20周年华诞！祝愿中南大学物理与电子学院发展越来越好！ 特别通知：会议报告已在蔻享进行回放，>>欢迎点击此处链接查看。 期刊介绍 Journal of Physics D: Applied Physics 2021年影响因子：3.409  Citescore：5.7 Journal of Physics D: Applied Physics（JPhysD，《物理学报D：应用物理》）发表应用物理各领域的前沿研究和综述，具体包括：应用磁学和磁性材料、半导体和光子学、低温等离子体和等离子表面相互作用、凝聚态物理、表面科学和纳米结构、生物物理以及能源等六个领域。文章类型包括原创性论文、研究路线图、通讯以及每年针对热点研究的专题综述和特刊。

本篇研究来自北京大学戴瀚程课题组。本研究基于北京大学LEEEP团队开发的IMED|CGE能源经济模型，创新性地交叉融合了分解法和回归法，动态模拟了全国和大湾区未来社会经济发展趋势和产业层面的碳与大气污染物排放路径，重点考察了碳减排的经济影响和驱动力，以及其对于空气污染物减排的协同程度与边际影响，识别了协同减排的关键部门和作用通道，可为制定协同政策提供科学支撑。 文章介绍 Uncovering the key mechanisms of how deep decarbonization benefits air pollution alleviation in China Xiaorui Liu(刘晓瑞), Chaoyi Guo(郭超艺), Xiaotian Ma(马啸天), Kai Wu(吴凯), Peng Wang, Zhijiong Huang, Ziqiao Zhou, Chen Huang, Silu Zhang, Minghao Wang and Hancheng Dai(戴瀚程)   通讯作者： 戴瀚程，北京大学环境科学与工程学院   本研究以两区IMED|CGE模型为基础，结合分解分析和回归方法（图 1），分析在粤港澳地区（GBA）及中国其他地区（ROC）不同严格程度的气候及空气污染末端控制政策的影响。 图1：研究框架图 研究结果表明，在时间尺度上来看，能源强度的降低是两个地区最主要的减排驱动力，同时能源结构优化的贡献将逐渐增加。在部门角度，两个地区最重要的减排因素都是各部门碳排放强度的降低，但产业链层面减排路径差异显著。 图2：1.5度情景下碳减排的关键贡献因素 在施加了碳减排的约束条件后，空气污染物排放出现了不同程度的下降。考虑到协同减排效果和单位减排成本，本研究确定了在减排时具有较高优先级的部门（图3），进一步计算了碳政策和其他关键因素对五种空气污染物排放的边际影响，发现碳影子价格在不同时间段对于不同空气污染物的边际影响大小不一。 图3：粤港澳地区大气污染物排放和减排成本 研究揭示了气候政策和空气污染之间的影响机制，为协同治理提供了有益的见解。发达的交通网络是大湾区经济发展的纽带和支撑，但也是碳排放最高的部门，同时也排放了大量的污染物，是需要重点关注的部门。降低能源强度，即提高能源使用效率和优化产业结构，是减少碳排放的重要动力。长期来看，气候政策对大气污染物的协同减排效果将更加显著，应优先考虑重点行业，降低减排成本。 研究背景： 粤港澳大湾区是中国规模最大、经济最具活力的城市群之一，有望成为世界第四大湾区。该地区在实现经济与环境协调发展方面一直走在中国前列。面对区域气候和环境治理日益增加的困难和快速增长的成本，迫切需要创新协作治理体系。 了解碳排放的驱动因素将有助于制定有针对性的减排政策。然而大多数已有研究基于历史数据，并且忽略了由产业链和省际贸易引起的碳排放的变化。与此同时，许多研究也量化了气候政策对空气质量的协同效益，然而对于气候政策对空气污染物的边际影响还缺乏深入的讨论。 本研究以粤港澳大湾区和中国其他地区为例，进一步从部门关联、贸易通道、减排成本边际效果等经济分析的视角，探讨不同路径表象背后分阶段协同的关键机制和节点。 作者介绍 戴瀚程  研究员 北京大学 戴瀚程，北京大学环境科学与工程学院研究员，环境管理系主任，博士生导师，国家优秀青年基金获得者。研究方向为能源环境与气候政策分析，自主开发了适用于国家、省级及全球多层次能源环境与气候政策分析的能源环境经济综合评估(IMED)模型。以第一/通讯作者在SCI期刊上发表论文 50 余篇，2020 至 2022 连续三年入选全球前...

特刊详情 客座编辑 苗鸿臣，西南交通大学 朱睿，北京理工大学 王艳锋，天津大学 主题范围 The research on ultrasonic guided waves such as Lamb waves and shear horizontal waves are revolutionizing the technology of nondestructive testing (NDT) and structural health monitoring (SHM). However, the dispersive and multi-mode characteristics of guided waves complicate the signal identification in practical applications. Therefore, the developments of guided wave...

Journal of Physics: Condensed Matter (JPCM)期刊把凝聚态物理领域中最优秀的青年研究人员汇聚在一起，并将他们发表的杰出研究成果整理成“青年领军人”（Emerging Leaders）精选特刊，每年出版一期。 “青年领军人”被定义为在2011年或以后（10年内不包括职业中断）获得博士学位的领域内顶尖研究人员。部分青年研究人员在领域内取得的成果获得了期刊编委会的认可，并举荐成为“青年领军人”的候选人。让我们一起祝贺所有的获奖人！ 作者及文章介绍 Ting Cao Ting Cao is an assistant professor of Materials Science & Engineering at the University of Washington. His research uses quantum physics, advanced modelling techniques, and high-performance parallel computing to understand condensed matter and predict material properties. He was awarded a GLAM fellowship by Stanford...