Year: 2023

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 Physics Machine Learning: Science and Technology Standardizing chemical compounds with language models Miruna T Cretu Alessandra Toniato, Amol Thakkar, Amin A Debabeche, Teodoro Laino and Alain C Vaucher   Improving materials property predictions for graph neural networks with minimal feature engineering Guojing Cong and Victor Fung   Physica Scripta Generalized fifth-order nonlinear evolution equation for the Sawada-Kotera, Lax,...

特刊详情 客座编辑 Thomas Hertel，美国普渡大学 Elena Irwin，美国俄亥俄州立大学 Steve Polasky，美国明尼苏达大学 Navin Ramakutty，加拿大不列颠哥伦比亚大学 主题范围 The UN Sustainable Development Goals (SDGs) represent “a universal call to action to end poverty, protect the planet and ensure that all people enjoy peace and prosperity, now and into the future.” Of the 17 goals, 8 are closely tied to essential food, land...

2023年夏季破纪录的高温热浪席卷华北大地令人印象深刻，民众关注这样的极端天气事件背后原因是什么？也担心未来会不会再发生？ 来自中国科学院大气物理研究所的最新消息说，该所极端天气快速归因团队在7月初针对2023年端午假期华北地区热浪事件发布快速归因结果的基础上，与中外同行合作完成此次极端高温热浪事件快速归因及未来风险预估的同行评议研究论文,北京时间12月8日凌晨在国际专业学术期刊《环境研究快报》（Environmental Research Letters）发表。 该研究成果由中国科学院大气物理研究所研究员、中国科学院大学教授钱诚团队联合清华大学万科公共卫生与健康学院教授黄存瑞和荷兰、英国等合作者共同完成，其结果表明：今年端午假期华北区域连续3天的破纪录热浪事件受过境的暖高压系统影响,并由干燥的土壤湿度反馈加强；在当前（2023年）气候下该次事件重现期约为111年（发生概率约1/111），即为百年一遇的小概率高影响事件；人为气候变化使华北地区类似2023年端午假期的极端高温热浪事件的强度显著增强至少1℃(0.8–1.3℃)。 合作团队开展的未来预估结果则显示，即使在实现全球温升控制在1.5℃目标的碳中和情景下,21世纪剩余时间内华北地区发生类似2023年端午假期热浪的概率，仍将比2023年气候状态下至少增加1.6(1.3–2.1)倍、强度至少增强0.5℃(0.2–0.8℃)；如果仍按照中等排放路径情景发展，到21世纪末发生类似热浪事件的概率将增加达5.5(4.9–6.3)倍、强度增强达2.9℃(2.4–3.1℃)。 该研究论文还强调实施碳中和对缓解热浪的积极作用，同时指出，即使实现碳中和目标后,未来华北地区仍需要适应6月份出现像2023年这样强的连续3天热浪的情形。这个情形将对人们的健康产生威胁，而采取建立高温早期预警系统等有效干预措施来管理公众健康风险和减少高温暴露,则是两种有效的适应对策。 本文翻译内容来源：中国新闻网 文章介绍 Rapid attribution of the record-breaking heatwave event in North China in June 2023 and future risks Cheng Qian（钱诚）, Yangbo Ye, Jiacheng Jiang, Yangyang Zhong, Yuting Zhang, Izidine Pinto, Cunrui Huang（黄存瑞）, Sihan Li and Ke Wei 通讯作者： 钱诚，中国科学院大气物理研究所/中国科学院大学 期刊介绍 Environmental Research Letters 2022年影响因子：6.7  Citescore: 10.1 Environmental Research Letters（ERL）以金色开放获取模式出版，作者可选择将原始数据作为补充资料与文章一起发表。所有研究人员可以免费获取这些研究成果。ERL汇聚了关注环境变化及其应对的研究团体和政策制定团体的意见，涵盖了环境科学的所有方面，出版研究快报、综述文章、观点和社论。ERL顺应了环境科学的跨学科发表的趋势，反映了该领域相关的方法、工具和评估战略，得到了来自不同领域的广泛贡献。

本篇研究来自郑州大学物理学院李新建课题组。本文主要说明了相对于传统的平面异质结，非平面异质结能够通过引入图案化界面结构实现材料生长过程中的三维应力释放，进而显著提高异质结界面质量并有效调控其耗尽区内建电场分布，最终提升光生载流子分离、传输效率及器件性能。本文通过构建一种GaN/Si复杂界面结构异质结并借助于缺陷调控和电学测量，首次揭示了点缺陷种类和密度对非平面异质结整流特性的作用机制及规律。 文章介绍 Defect-control electron transport behavior of gallium nitride/silicon nonplanar-structure heterojunction Yan Zhang（张炎）, Hang-Hui Jiang（姜行辉）, Yuan-Hang Luo（罗远行）, Meng-Zhen Xiao（肖梦真）, Chao Wen（温潮）, Ya-Kun Xing（邢亚坤）, Xin-Jian Li（李新建） 通讯作者： 李新建，郑州大学物理学院（微电子学院）   研究背景： 基于GaN优异的光电特性和Si成熟的微纳加工技术，GaN/Si异质结在未来光电子器件及其集成领域具有很好的应用前景。但是，GaN和Si两种半导体之间存在较大的晶格和热失配，在薄膜生长过程中会产生高密度面缺陷和线缺陷，从而导致界面质量和异质结性能的降低。通过引入Si纳米结构构造具有复杂界面结构的非平面异质结，可以借助于三维应力释放机制缓解GaN和Si之间的界面应力，显著降低GaN薄膜中的面缺陷和线缺陷密度，进而提高异质结器件的工作稳定性和使用寿命。另一方面，即使在非故意掺杂的情况下，GaN薄膜生长过程中也会产生具有不同能级、不同形成能的点缺陷（如空位、间隙原子、反位、氧氮替位杂质以及复合缺陷等）。因此，通过控制点缺陷的种类和密度，研究其对非平面异质结电学特性的作用机制和规律，对于提升GaN/Si光电器件性能具有重要的科学意义。   研究内容： 图1 GaN/Si非平面异质结的制备过程示意图。 采用水热腐蚀法制备具有微纳图案化结构的非平面衬底，硅纳米孔柱阵列（Si-NPA）。以Si-NPA为衬底、通过化学气相沉积法生长GaN（950°C）构建GaN/Si-NPA非平面结构异质结。利用不同点缺陷形成能的差异，通过氨气氛围高温（1050°C）退火实现对GaN中点缺陷种类和密度的调控，并研究其对异质结电学性能的作用机制和规律。 图2 (a)退火前后GaN/Si-NPA的XRD谱，(b)衍射三强峰半高宽和GaN平均晶粒尺寸的变化。 经退火处理后，GaN的XRD衍射峰半高宽明显减小，平均晶粒尺寸明显增大。以最强衍射峰（101）为例计算，其半高宽减小27%，晶粒尺寸由16.4nm增加到23.1nm。上述现象的出现，可能与高温下GaN晶粒界面处残余镓原子的进一步氮化以及小尺寸颗粒间的合并过程有关。 图3 Si-NPA和退火前后GaN/Si-NPA的表面形貌和截面形貌。 GaN/Si-NPA的表面和截面形貌在退火前后发生显著变化。主要表现为经过退火处理后，GaN颗粒尺寸增大，薄膜层厚减小、孔洞消失、致密度增加。结果表明退火后GaN薄膜的结晶质量得到明显提高，与衬底的结合度得到很好改善。 图4 退火前后GaN/Si-NPA的(a)J-V曲线，(b)正向偏压下J-V曲线的双对数图。 电学性能测试表明，退火后GaN/Si-NPA异质结开启电压和反向饱和电流密度显著减小、反向击穿电压和正向电流密度显著增加，整流比增加200%，表明在氨气氛围中高温退火可以显著提高异质结性能。 图5 退火处理(a)前、(b)后GaN/Si-NPA 的归一化PL谱及其高斯拟合解谱结果。退火处理(c)前、(d)后GaN薄膜中的点缺陷种类及其能级分布、跃迁过程示意图。 光致发光(PL)谱测量表明，退火前后GaN的点缺陷发光特性发生显著变化。通过对其PL特征谱进行指认，退火前GaN的点缺陷主要为深能级镓空位（D-VGa）、浅能级镓空位（S-VGa）、氧氮替位杂质ON和由VGa和ON构成的复合缺陷（VGa-ON）四种，而高温氨气氛围退火后则演变为S-VGa、中能级VGa（M-VGa）和ON三种。上述缺陷类型及相应缺陷浓度的变化被归因于高温退火过程中缺陷的解离和迁移，并由此构成了PL和电子输运行为演变的共同根源，为GaN/Si非平面异质结及其光电器件的性能调控和优化奠定了重要的物理基础。 作者介绍 李新建  教授 郑州大学 李新建，郑州大学物理学院（微电子学院）二级教授、博士生导师。本科毕业于郑州大学物理学专业，博士毕业于中国科学技术大学凝聚态物理专业。主要从事纳米半导体材料及其光电器件的物理基础研究，在Phys. Rev. Lett.、Adv. Mater.、ACS...

直至 2024 年底，IOP出版社旗下Materials for Quantum Technology (MQT)期刊和Neuromorphic Computing and Engineering (NCE) 期刊免收文章出版费用，这意味着作者无需支付任何费用就可获得开放获取出版带来的更多曝光率、覆盖面和影响力等巨大优势。   期刊简介 Materials for Quantum Technology MQT期刊是一本全新的采用开放获取出版形式的多学科期刊，致力于出版量子技术和器件领域相关材料的开发和应用的前沿研究。自 2020 年创刊以来，MQT期刊一直致力于发表最前沿的研究成果。我们很自豪地宣布，该期刊通过严格审查并成功被Scopus和Web of Science收录，预计将很快获得首个影响因子。该期刊将继续发表突破性研究成果，支持量子技术材料领域的研究。   Neuromorphic Computing and Engineering NCE期刊是一本多学科、开放获取的期刊，从硬件和计算的角度发表有关人工神经网络和神经形态系统设计、开发和应用的前沿研究。NCE期刊始终保持增长势头，该期刊已被Scopus和Web of Science同时收录，明年将获得第一个影响因子。该期刊投稿后收到第一个决策的平均时长为9天，同行评审后收到第一个决策的平均时长为78天。   为什么选择在MQT和NCE期刊发表文章？ 免费出版：在 2024 年底之前，IOP出版社免除MQT和NCE期刊的文章出版费用。 快速发表：我们致力于提供快速、专业的出版服务，确保快速的初审、受理和出版。 高标准：透明的投稿和反馈流程，注重文章的科学性和严谨性。 学会出版社：IOP出版社是一家世界领先的学会出版社，发表物理科学及其他领域的最新和最佳研究。IOP出版社获取的所有利润都将回馈给英国物理学会（IOP），用于支持世界各地的研究、教育和推广活动。 期刊介绍 Materials for Quantum Technology Materials for Quantum Technology(MQT,量子技术材料）是一本全新的采用开放获取出版形式的多学科期刊，致力于出版量子技术和器件领域相关材料的开发和应用的前沿研究。期刊的内容范围将汇集学界与业界中来自材料科学、化学和工程的跨学科研究。具体领域包括：量子技术应用中材料和界面的制备与表征；混合量子系统材料；量子传感和计量材料；量子光学和光子学材料；量子比特系统的材料；用于量子计算和量子电子学的新型材料和设备；量子技术化学；量子技术应用新材料的理论和计算设计；量子材料的涌现特性及其应用。 Neuromorphic Computing and Engineering Neuromorphic Computing and Engineering（NCE）是一本涵盖多个学科领域、采用开放获取（OA）形式出版的期刊。NCE期刊将神经形态系统的硬件和计算方面结合在一起，读者群覆盖工程、材料科学、物理、化学、生物学、神经科学和计算机科学等领域，跨越学术界和产业界的各个群体。在NCE期刊上发表的研究需针对神经形态系统和人工神经网络领域做出及时而重要的贡献。

为了更好地帮助职业生涯早期研究人员选择期刊、撰写文章和发表文章，IOP出版社整理了相关信息，总结了一份中文版《投稿指南》，>>欢迎您点击此处链接免费下载并查看。 这本投稿指南包含了文章出版的每个步骤： 如何考虑目标读者并选择期刊 如何组织文章并撰写文章 如何查找资助资金及优惠政策 什么是同行评审 如何使文章实现最大化的影响力 如何保护文章权益   我们希望通过这份指南带领职业生涯早期研究人员了解文章出版的全过程，并确保您与IOP出版社有一个顺利的出版之旅。

特刊详情 客座编辑 段海明，新疆大学 张蓓，新疆大学 吴钊峰，新疆大学 Ablat Abliz，新疆大学 郭继玺，新疆大学 孙耀宁，新疆大学 主题范围 This focus issue collection is part of the centennial celebration of Xinjiang University. This collection focuses on low-dimensional condensed matter physics and devices, including: the growth of semiconductor materials; surface/interface physics of semiconductor materials; all kinds of devices (sensing, energy, thermoelectric, spin-electron, optoelectronic, information, and...

特刊详情 客座编辑 Ambuj Sagar，印度理工学院德里分校 Ajay Pillarisetti，美国埃默里大学 主题范围 This special issue is intended to be a tribute to Kirk Smith and be reflective of his research interests and contributions. Therefore, the focus of the volume will be on the intersections between household energy and sustainability, with a particular emphasis on issues relating to justice and fairness....

特刊详情 客座编辑 张强教授，清华大学 刘岗教授，中国科学院金属研究所 李峰教授，中国科学院金属研究所 马建民教授，天津工业大学 鲁统部教授，天津理工大学 陆盈盈教授，浙江大学 主题范围 This focus collection brings together original research, review papers and perspectives from speakers and delegates at the international Energy Materials 2023 workshop (9-11 November 2023, Wenzhou, China) co-organised by the World Young Scientist Summit and IOP Publishing. Both the workshop and focus issue convene early career...

本篇研究来自河南大学物理与电子学院/河南省新能源材料与器件国际联合实验室刘军辉课题组。本文主要说明了主螺旋聚合物膜退火后，大分子螺旋方向趋向一致；平面光可以通过相位片转换为涡旋光；左旋和右旋涡旋光通过聚合物膜时，产生了不同的透过率；非对称吸收被归为材料的电四级矩的作用。 文章介绍 Differentiated transmittance of vortex beams in helical polymer media Junhui Liu（刘军辉） and Mingju Huang（黄明举） 通讯作者： 刘军辉，河南大学物理与电子学院/河南省新能源材料与器件国际联合实验室   研究背景： 光通常有两种角动量，一种是光子自旋角动量（SAM），另外一种是轨道角动量（OAM），即相位面的旋转。涡旋光是具有螺旋波前的光束，因具有优越的特性，自从1992年被Allen提出，已经被广泛的研究。涡旋光束有一个相位奇点，具有中空的强度分布，等相位面是螺旋的，每个光子有轨道角动量lħ。 关于涡旋光的基础和应用研究，科学家已经做了大量的工作。Andrews等证实当分子与涡旋光相互作用时，轨道角动量的交换仅仅发生在光与质心之间。Raymer等实验观察到光的自旋和轨道角动量的相互作用。Prasad团队提出通过使圆偏振光具有轨道角动量，可以增强与螺旋等离子截面相互作用的光谱可调性和强度；理论研究显示轨道角动量向介质的转移可以空前的放大其圆二色性；Dholakia的研究显示手性材料与涡旋光有很强的相互作用，可以用来做光镊。   研究内容： 合成了具有长π桥的芴基长链衍生物，通过退火，变成了螺旋状材料，通过相位片，把平面波变成涡旋光，研究了涡旋光与螺旋材料的相互作用。   实验和理论方法： 理论上通过研究一个粒子或者分子受OAM作用的哈密顿量的表达式得出，在电偶极近似的情况下，内部运动不参与SAM和OAM的能量交换。在四级相互作用中，具有OAM从光到粒子内部运动的通道，三个子系统都有可能与光交换OAM。 在实验上，合成了具有长链的芴衍生物，通过120度退火，具有螺旋状结构。通过紫外可见近红外吸收谱，研究了其对光的吸收特性。通过CD谱，研究其圆二色性。 通过相位片，把平面光变为涡旋光，光束中空结构和干涉的叉形结构证明了涡旋光的形成。当所产生的涡旋光分别通过退火前和退火后的样品，研究了其透过率。   取得的成果及成果的重要性： 吸收光谱显示，在激发波长区域，样品的没有吸收。CD谱显示样品在退火之后，在长波长区，圆二色性变得较强，说明材料的螺旋性取向。当涡旋光通过退火前的样品时，左旋和右旋表现出了相同的透过率，而当涡旋光通过退火后的样品时，表现出了有差别的透过率。结合前面的理论研究，得出这些吸收非对称性来源于四极矩的作用。 期刊介绍 Journal of Physics D: Applied Physics 2022年影响因子：3.4  Citescore: 5.9 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。

成为一名审稿人，不仅有助于您紧跟研究领域的最新进展，还将对您的职业生涯有所帮助。 我们非常感谢您奉献宝贵的时间和专业知识，以帮助改进我们发表的文章内容。身为专业领域的研究人员，担任审稿人还将为您带来以下额外的好处： 在审稿后的两年内，您将获得在IOP出版社自有的任意一本金色开放获取期刊上发表一篇文章的10%折扣。任何一个参与审稿的学者都可以获得这一10%的折扣。 对于部分期刊，您可以选择发表您的审稿报告，并通过透明同行评审过程查看其他审稿人的报告。 作为一名审稿人，您可能有机会获得IOP出版社年度审稿人大奖。 您的审稿工作将获得“Web of Science审稿人认证服务”（Web of Science Reviewer Recognition Service）的官方认可。 如果您对成为IOP出版社期刊的审稿人感兴趣，>>欢迎您点击此处链接，填写报名表。

特刊详情 客座编辑 Nunzio Cennamo, 意大利坎帕尼亚大学-路易吉万维泰利 Luigi Zeni, 意大利坎帕尼亚大学-路易吉万维泰利 V V Raghavendra Sai , 印度理工学院 主题范围 An example of a summary on the designer’s choices of Plasmonic optical fiber (extrinsic and Intrinsic) transducers and receptors combinations so to realize custom bio/chemical sensor devices (in terms of detection ranges and targets). Recently, new sensor configurations, materials, and devices...