Year: 2022

本篇研究来自华中科技大学薛堪豪课题组。本文回顾了固体能带计算的历史，分析了密度泛函理论带隙问题的根源，建立各种解释之间的联系,并对方法的未来发展趋势进行展望。 文章介绍 DFT-1/2 and shell DFT-1/2 methods: electronic structure calculation for semiconductors at LDA complexityGe-Qi Mao(毛格齐), Zhao-Yi Yan(鄢诏译), Kan-Hao Xue(薛堪豪), Zhengwei Ai(艾正蔚), Shengxin Yang(杨晟鑫), Hanli Cui(崔寒立), Jun-Hui Yuan(袁俊辉), Tian-Ling Ren(任天令) and Xiangshui Miao(缪向水) 通讯作者： 薛堪豪，华中科技大学集成电路学院   近期，应IOP出版社旗下Journal of Physics: Condensed Matter期刊编辑的邀请，华中科技大学集成电路学院缪向水、薛堪豪团队撰写了关于DFT-1/2以及shell DFT-1/2新型能带计算方法的长篇综述论文。这篇38页的论文DFT-1/2 and shell DFT-1/2 methods: electronic structure calculation for semiconductors at LDA complexity回顾了固体能带计算的历史，分析了密度泛函理论带隙问题的根源，建立各种解释之间的联系。特别是，针对巴西圣保罗大学费雷拉教授等人于2008年提出的DFT-1/2能带计算方法，薛堪豪教授等人从固体的基本哈密顿量出发进行了详细的数学推导，特别是强调了其自能势形式的物理来源，推导过程的变量标记与Richard Martin的Electronic Structure经典论著严格保持一致。文章阐明了薛堪豪教授于2018年提出的shell DFT-1/2改进方法的基本思路与其应用效果，并介绍了DFT-1/2的其他重要发展。在带隙修正的层面上，我们还比较了DFT-1/2与杂化泛函、sX-LDA、GW、电子自相互作用修正（SIC）、Koopmans-compliant泛函、剪刀算符、DFT+U、Delta-sol等其他方法之间的联系与区别。论文展示了(shell) DFT-1/2是特别适合于微电子、光电子等领域的半导体能带计算方法，列举了诸多成功应用实例，并分析了方法可能的局限性。该论文将吸引更多学者关注DFT-1/2与shell DFT-1/2计算方法，拓展其具体应用，并为方法的进一步发展指明方向。   图1.半导体带隙的定义（φ-χ）以及shell DFT-1/2的实空间自能修正  ...

特刊详情 客座编辑 Sebastian Bathiany，德国慕尼黑工业大学/德国波茨坦气候影响研究所 Niklas Boers，德国慕尼黑工业大学/德国波茨坦气候影响研究所 陈晓松，北京师范大学 Jürgen Kurths， 德国柏林洪堡大学/德国波茨坦气候影响研究所 Tim Lenton，英国埃克塞特大学 Takahito Mitsui，德国慕尼黑工业大学/德国波茨坦气候影响研究所 主题范围 The Earth can be described as a highly complex, chaotic dynamical system. Its dynamics results from strongly nonlinear interactions between a plethora of processes and components across many different time and space scales. At the macroscopic level, many phenomena emerge...

特刊详情 客座编辑 阳军亮，中南大学 孙佳，中南大学 孙克辉，中南大学 主题范围 低维材料在能源器件、光电器件、信息器件、生物器件等领域有着广泛的应用。低维材料物理与器件是现代半导体和凝聚态物理研究的前沿领域，具有丰富的科学内涵。主要研究低维材料与器件结构、电子特性，以及光、电、磁等外场作用下的物理特性。该领域发展非常迅速，为新物理、新器件、新技术发展和应用提供了重要参考。 本期特刊关注低维物理与器件，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。本期特刊是中南大学物理与电子学院20周年院庆活动的组成部分。 中南大学物理与电子学院由原湖南医科大学、长沙铁道学院及中南工业大学的物理学科及部分电子学科于2002年合并组建而成。学院下设应用物理系、电子信息系、光电信息系、超微结构与超快过程研究所、大学物理中心和综合办公室。拥有物理学一级学科博士学位授权点，物理学博士后科研流动站，物理学科是全球ESI前1%学科；拥有物理学和电子科学与技术两个一级学科硕士学位授予权，电子信息专业硕士学位授权点；与冶金与环境学院等共建新能源与储能工程交叉学科博士学位授权点。2018年物理学、电子科学与技术成为湖南省双一流培育学科。 >>点击此处，查看更多特刊文章。 特刊文章 High-performance CdS@CsPbBr3 core–shell microwire heterostructure photodetector Guozhang Dai et al 2022 J. Phys. D: Appl. Phys. 55 194002   Nonlinear optical properties of spherical MoS2/TiO2 composite at visible wavelengths Si Xiao et al 2022 J. Phys. D: Appl. Phys. 55 254002   Modulation of the spin transport properties of γ-graphyne by chemical anchoring groups and strain Yun...

期刊简介 JPhys Energy是一本高质量交叉学科的开放获取期刊，主要面向能源领域中各个领域的高质量研究。同时，JPhys Energy期刊2021年影响因子为7.528，Citescore为5.6。 为什么要在JPhys Energy上发表文章? 高影响力：JPhys Energy精选最重要和最前沿的研究。2021年，该期刊以7.528的影响因子，在Web of Science的材料、多学科JCR类别中位于Q1。 快速出版：我们致力于为您提供快速、专业的出版服务，快速进行第一次决策、同行评审和出版。一旦被接收，您的文章将在24小时内对读者开放，并将包括一个可引用的DOI。 增加文章曝光率：公开发表您的文章可以增加其在学界的覆盖面和曝光率。 期刊主编 John Irvine教授，英国圣安德鲁斯大学 内容主旨 电池和超级电容器 生物质和生物燃料 碳捕获、储存和应用 电催化 能量收集装置 燃料电池 氢的制造和储存 生命周期评估 能源应用材料 光催化 太阳能转换和光伏 固态离子学 热电技术 水分解和人工光合作用 期刊介绍 JPhys Energy 2021年影响因子：7.528  Citescore:5.6 JPhys Energy（JPENERGY）是一本高质量交叉学科的开放获取期刊，主要面向能源领域中各个领域的高质量研究。JPENERGY包含能源研究中最重要和最激动人心的进展，着重关注跨学科和多学科的研究。涵盖领域包括：电池和超级电容器；生物质和生物燃料；碳捕获和储存；电催化和光催化；能源收集装置；燃料电池；氢的制造和储存；生命周期评估；能源应用材料；太阳能转换和光伏；固态离子学，热电技术；水分解和人工光合作用等。

Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical(JPhysA)近日公布了2022年最佳文章奖的获奖名单。自2009年以来，我们一直将最佳文章奖颁发给在领域内做出重大贡献的研究人员；随后，我们又在2020年增加了最佳青年科研人员文章奖。 2022年获奖名单 2022年最佳青年科研人员文章奖 Distribution of rare saddles in the p -spin energy landscape Valentina Ros   2022年最佳文章奖 Analytical solution of the SIR-model for the temporal evolution of epidemics. Part A: time-independent reproduction factor M Kröger and R Schlickeiser   Boundary effects on symmetry resolved entanglement Riccarda Bonsignori and Pasquale Calabrese 期刊介绍 Journal of Physics...

本篇研究来自大连理工大学高威帷和赵纪军课题组。本文总结了代表性的GW准粒子能量计算的数值方法，归纳了这些方法的出发点、设计思路和它们在零维及二维材料计算研究中的应用。 文章介绍 Numerical methods for efficient GW calculations and the applications in low-dimensional systemsWeiwei Gao（高威帷）, Weiyi Xia（夏威仪）, Peihong Zhang（张培鸿）, James R Chelikowsky and Jijun Zhao（赵纪军） 通讯作者： 高威帷，大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室 赵纪军，大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室   GW近似是一类基于量子多体微扰理论的成熟的计算方法，能够以较可靠的精度（约0.1到0.2电子伏特）计算弱关联物质体系的电子结构性质，被广泛应用于物质准粒子性质的定量计算。近20年来，随着石墨烯、团簇和纳米线等低维体系的成功制备和应用，科学界和工业界对低维物质体系的基本性质和应用产生了强烈兴趣，GW近似计算方法也因此被应用于低维物质体系的计算模拟研究中。因为GW近似方法的计算量大（其计算复杂度高于常用的密度泛函理论方法），科学家们提出了许多新的数值计算方法，用于提升GW方法的计算效率，尤其是应用于低维体系计算研究中。   基于近期的相关研究进展，作者在这篇综述中主要介绍了： 1.     物质中准粒子的概念，准粒子能量的GW近似计算方法如何从Hedin方程组得到。 2.     基于GW近似的第一性原理计算方法的基本计算流程和相关的基本概念。 3.     几类主流的GW计算软件的实现方法，它们的优劣势。这几种方法包括： 3.1. 基于平面波基组和能带求和的方法； 3.2. Stochastic GW（随机GW）算法； 3.3. 基于线性响应含时密度泛函理论或Sternheimer方程的方法； 3.4. Space-time GW方法。 4.     针对低维物质的计算研究，新发展出来的一些计算技巧和算法等： 4.1. 截断库伦相互作用（Truncation of Coulomb interaction）；...

Environmental Research Letters（ERL）近日公布了2021年最佳文章奖的获奖名单。ERL最佳文章奖由期刊编委会成员投票产生，是期刊年度奖项计划的一部分。所有获奖人将收到由期刊颁发的证书及奖品。 2021年获奖名单 2021年最佳原创文章奖 All options, not silver bullets, needed to limit global warming to 1.5 °C: a scenario appraisal Lila Warszawski, Elmar Kriegler, Timothy M Lenton, Owen Gaffney, Daniela Jacob, Daniel Klingenfeld, Ryu Koide, María Máñez Costa, Dirk Messner, Nebojsa Nakicenovic, Hans Joachim Schellnhuber, Peter Schlosser, Kazuhiko Takeuchi, Sander Van Der Leeuw, Gail Whiteman and Johan Rockström 2021年最佳综述文章奖 Does carbon pricing reduce emissions? A review of ex-post analyses...

IOP出版社连续5年通过“中国高被引文章奖”表彰来自中国的最具影响力的研究成果，并认可了中国研究人员在全球科学界的影响力以及他们对物理学的宝贵贡献。 2022年度获奖的文章来自于2019年至2021年三年间在IOP出版社旗下期刊及合作期刊上发表的重要研究成果，我们从所有候选文章中选出了前1%的文章，这些文章共同获得了本年度的“中国高被引文章奖”。 这些高被引文章涵盖了生物科学、环境科学、材料科学、数学、综述文章和物理学等6个学科领域。2022年度共有176篇文章入选，总被引量为8163次。其中，被引次数最多的文章获得了293次引用。 IOP出版社全球出版总监Miriam Maus表示：“恭喜所有获奖作者们！文章被广泛引用，说明他们对全球知识体系做出了重大贡献。这一奖项认可了中国的文章对世界科学的重要影响。” IOP出版社向各位获奖的作者们表示热烈地祝贺，也感谢他们一直以来对IOP出版社的支持，并选择在IOP出版社出版高质量文章。   >>点击此处，查看完整获奖名单

Magnetic graphene enabled tunable microwave absorber via thermal control这一文章于2018年发表在IOP出版社旗下期刊Nanotechnology（NANO) 上，并在2021年获得了IOP出版社“中国高被引文章奖”。近日，我们采访了这篇文章的主要作者——秦发祥教授，让我们一起看看他对本篇研究以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. IOP出版社颁布的2021 China Top Cited Paper Award，公布了旗下所有期刊在2018至2020年间前1%的高被引文章。恭喜您的文章获得这一奖项。能否请您再简单介绍下这篇文章？ 这篇论文研究了石墨烯的微波吸收性能。我初次研究石墨烯始于2011年在法国与Christian Brosseau教授一起撰写的一篇关于用于微波吸收的碳质材料的综述论文。当时，我注意到，与碳纳米管、纤维和石墨等其他碳材料相比，很少有论文研究石墨烯。我做了详细的文献综述，幸运地发现，我的这一想法，即利用掺杂的方法使石墨烯具有磁性以获得更好的衰减能力和阻抗匹配，还没有被写入论文。我的一个博士生开始探索这个课题，并就此发表了一系列论文，包括这篇被引用次数最多的论文。随后，更多的研究人员开始研究石墨烯的微波吸收性能，每年都有许多关于这个主题的论文发表，我的研究成果成了热门引用源。   2. 您认为有哪些因素促使这篇文章取得成功？ 传统的微波吸收方法往往涉及多材料体系，尤其是介电和磁性成分的复合材料。虽然这可以实现强吸收，但牺牲了轻量化要求，并使得重叠吸收机制变得更复杂，这在实验上难以区分。我们通过掺杂而非合成的方法来制造磁性石墨烯的想法帮助我们实现了平衡的整体属性，包括重量轻、薄、宽频带和强吸收。因此，在我们的研究中提出的这一策略对引用我们论文的研究者来说是有用的和有启发性的。   3. 您目前在做什么研究？您对该研究领域的未来有什么看法？ 我的很大一部分工作是开发新的微波吸收材料和结构。该领域面临的瓶颈是缺乏对不同规模的结构-性质关系的理解，就像没有水源的田地会干涸一样。因此，我认为我们应该不遗余力地通过理解微波吸收材料的基本结构-性能关系，从而归纳出设计原则。我还认为，在新型吸波材料的开发中，应重视超材料的设计方法。 我最近提出了材料结构一体化的方法以充分利用材料和结构优点（J. Phys.: Condens. Matter 34 (2022) 115701)，该论文也发表在英国物理学会出版社期刊上，可以作为该领域未来重要发展方向的参考。   4. 您对同研究领域的其他研究人员有什么建议？ 我的主要建议是要找到问题的根源。这个领域每年都有若干篇论文发表，但其中很少涉及我上面提到的极具挑战性的基本问题，这个问题可能需要数年才能解决。但是，在我看来，所有的努力都是值得的。 期刊介绍 Nanotechnology 2021年影响因子：3.953  Citescore：6.2 Nanotechnology（NANO）创刊于1990年，是第一本纳米科研和技术领域的专业期刊。NANO发表纳米技术研究发展前沿的高水平研究论文及纳米研究进展的综述，主要集中在纳米能源、生物和医学、电子和光子、图案和纳米加工、传感和驱动、材料合成和材料性能等领域。

随着近年人工智能技术的发展，构建更高效、更智能的硬件系统越来越成为关注的焦点。传统计算机基于冯诺依曼结构，它的数据吞吐能力往往受限于其中分立设计的存储和计算单元之间的失配。在人工智能时代，因存储器时延和带宽的不足，传统计算机在大数据处理时面临严重的能效问题。同时，无人驾驶、仿生机器人、脑机接口等虽然得益于人工智能技术发展，在智能水平上有了很大的提升，但在运动感知能和生物兼容性等方面，仍然表现得不够好。这两方面的困境都使得科学家们去思考新的计算范式，转而从生物系统的计算、感知和运动功能方面去汲取灵感。 因此，所谓的神经形态系统引起了世界范围内的兴趣，这一领域旨在从大脑的神经生物学架构中汲取灵感，构建一个高度智能、超低能耗的计算系统。近些年来自不同区域、不同学科背景的科学家都为这一方向提出了新的方案和新的思考。然而这一领域的发展仍然亟需解决来自材料、器件、电路、制造设备、辅助设计工具、应用场景、未来发展方向等多个方面的问题。 中国正在成为这一研究领域最活跃的地区之一。《2022中国神经形态器件与应用研究路线图》于近日发表在Neuromorphic Computing and Engineering期刊上。该路线图从中国科学家的视角出发，描绘了构建神经形态系统的潜在趋势。来自中科院、清华大学、北京大学、南京大学、复旦大学、华中科技大学等国内多个研究团队探讨了关于这一方向的多个核心主题，主要分成了神经形态系统的材料与器件、神经形态系统的工具与应用、神经形态计算的未来展望三个部分，涉及了电子科学、计算机科学、材料学、物理学等多个学科。这为寻求能够像人类一样计算、感知和运动的极高能效和高度智能的电子系统提供指导，也为这一领域的发展提供中国智慧。相信这一领域的发展将催生一些激动人心的新应用场景和新技术范式。 文章介绍 2022 roadmap on neuromorphic devices & applications research in China Qing Wan, Changjin Wan, Huaqiang Wu, Yuchao Yang, Xiaohe Huang, Peng Zhou, Lin Chen, Tian-Yu Wang, Yi Li, Kanhao Xue, Yuhui He, Xiangshui Miao, Xi Li, Chenchen Xie, Houpeng Chen, Z. T. Song, Hong Wang, Yue Hao, Junyao...

日期：2022年10月13日，周四时间：北京时间晚上9：00 IOP出版社推出的Research Collaboration电子书主办的在线研讨会将邀请作者Annette Bramley共同探讨科研合作的方法，定于北京时间2022年10月13日周四21:00线上召开。欢迎大家免费注册参会，参与讨论！ 研讨会详情 不管您的研究领域是什么，也不管您处于职业生涯的哪个阶段，本次在线研讨会都将为您提供科研合作的工具和方法，这些工具和方法可以用于发展您自己的研究，并解决科研合作的常见问题。研讨会的最后，Annette会针对她的书Research Collaboration进行现场问答。 参会方式 欢迎参会交流，分享知识与见解。>>点击此处链接，现在就注册参会吧。温馨提示：本次在线研讨会使用GoTo Webinar平台，首次观看前需要安装插件，建议您提前下载并安装插件。 研讨会嘉宾 Annette Bramley N8 Research Partnership Annette Bramley is the N8 Research Partnership Director and Chief Collaboration Officer. She is a public speaker highly regarded for her expertise in research culture and collaboration. She is an ambassador for excellent collaborative research that has a genuine...

日期：2022年10月13日，周四 时间：北京时间晚上7：00 IOP出版社旗下Journal of Physics D: Applied Physics（JPhysD）期刊主办的在线研讨会将聚焦磁光学，定于北京时间2022年10月13日周四19:00线上召开。来自西班牙CIC nanoGUNE研究中心的Andreas Berger博士和Paolo Vavassori博士将担任本次研讨会的主席，同时还邀请了来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Pietro Gambardella教授、德国马克斯普朗克固体化学物理研究所的Claire Donnelly博士和德国格赖夫斯瓦尔德大学的Markus Münzenberg教授作为嘉宾共同探讨磁光学研究目前的挑战和未来的发展方向。欢迎大家免费注册参会，参与讨论！ 研讨会详情 磁光效应在一个半世纪以前就被发现了。最初，它们在揭示电磁学和量子力学的基本原理方面发挥了至关重要的作用。从那时起，磁光效应测量技术和应用得到了巨大的发展，并一直持续到今天。 本次在线研讨会的内容基于JPhysD期刊刚刚发布的路线图The 2022 Magneto-Optics Roadmap。本次在线研讨会将先由三位研究人员重点介绍该领域的一些前沿研究， 接下来由研究人员组成讨论小组探讨未来的研究方向以及这一领域仍存在的挑战。所有的研究人员和讨论成员都是上述路线图的作者。 参会方式 欢迎参会交流，分享知识与见解。>>点击此处链接，现在就注册参会吧。 温馨提示：本次在线研讨会使用GoTo Webinar平台，首次观看前需要安装插件，建议您提前下载并安装插件。另外，本次研讨会结束后，您可在蔻享/Youtube观看视频回放。 研讨会主席 Andreas Berger  博士 西班牙CIC nanoGUNE研究中心 Since 2007, Dr. Berger has been the Research Director of CIC nanoGUNE in San Sebastian, Spain. Dr. Berger received his PhD in 1993 from...