Year: 2025

英国物理学会（Institute of Physics，简称IOP）成立于1873年，是一个致力于提高对物理学理解和应用的知名国际性学术机构，其使命是促进物理学的发展和其在全世界的传播，致力于在全球范围内推动和传播物理学的研究和应用, 以及促进物理学教育的发展。根据专家推荐，学会每年遴选英国及国际上在物理学科学研究领域取得杰出成就和为推动物理学科学发展作出卓越贡献的科学家为其会士。近日，我们采访了英国物理学会会士、华中科技大学刘世元教授，让我们一起来看看他对成为会士以及领域发展的见解吧。 >>点击此处链接，订阅IOP出版社最新资讯。 访谈详情 1. 成为英国物理学会会士对您来说意味着什么？英国物理学会是全球物理领域最具影响力的重要学术组织之一，成为英国物理学会会士是一份巨大的荣誉，意味着我做的工作得到了物理学及相关领域国际同行的高度认可；同时对我个人而言也是一种巨大的责任，将激励我以更广的视野和更高的角度，做更多的工作，以推动物理学在科研、教育、产业等多维领域的发展，进而在推动物理学科进步、人才培养、科学传播等方面有所作为。   2. 您目前从事的研究工作有哪些？ 目前，我主要从事偏振光学与纳米测量方面的基础理论与应用研究，如先进穆勒矩阵椭偏仪研制与应用、计算成像与计算光刻、半导体制造测量与检测等。   3. 您为什么选择从事相关的领域研究？ 我博士学位论文从事的是传统机械工程方面的研究，机缘巧合之下，二十年前我参加了光刻机设备的研发，由此开始对物理光学产生了兴趣。尤其是我注意到光的四个基本特征中，光的偏振特性相对振幅、相位、频率（光谱）而言，在实际应用中相对要少很多。于是考虑是否能够充分利用光的这一特性做一些新的研究，特别是将偏振、散射、光谱等特性相融合，并结合逆问题优化求解方法，实现基于模型的纳米结构偏振散射计算测量。   4. 您能分享一个职业生涯中最令您自豪的项目或成就吗？ 到目前为止，我个人觉得最有意义的一项研究是高精度宽光谱穆勒矩阵椭偏仪研制及纳米测量应用方面的工作。我们在关键偏振器件设计原理、仪器误差分析与系统参数标定方法、纳米结构椭偏散射计算测量理论与方法等方面做了大量的工作，研制出测量精度国际领先的宽光谱穆勒矩阵椭偏仪。利用自制的仪器，我们一方面开展了一系列应用基础研究，揭示了很多有趣的物理新现象，另一方面，我们支撑了成果转化，实现了仪器装备产品批量销售，让我们的相关研究成果真正走上了半导体制造产线，实现了支撑基础科学研究、解决行业重大问题、提升工业产值效益三个环节的闭环。虽然付出了十余年的坚持和努力，但是十分值得   5. 您认为接下来五年该领域的研究重点将会是什么？ 这个问题很大，纳米制造特别是半导体制造已经逼近2nm技术节点，已步入原子级制造时代，其制造过程的测量与检测问题将面临更为严苛的挑战。我个人认为，面向原子级制造过程的在线测量检测技术的研究方向和重点，将是基于极短波长的无透镜计算成像、计算测量、计算检测，即采用极紫外、X射线等极短波长光源，通过非相干散射等手段，实现原子级结构非破坏、高精度测量，或通过相干衍射、叠层衍射等手段实现无透镜成像，进而实现原子级缺陷高效、高灵敏检测。   6. 您对该领域的青年科研人员有什么建议？ 我个人觉得，在科研工作中，好奇心和求知欲是最本质的驱动力，把不懂的东西搞懂，把困扰大家的问题解决才是研究的本质目的，明确这一科研目标是保持创新信心和对自己工作期待的关键，只有保持这份初心，才能在研究工作遭遇挫折时，直面资源支持不足、评价体系压力、激烈竞争等方面的挑战。其次，在学术生涯初期一定要善于规划，结合自己的特点与长处，选择适合自己的赛道，基础研究、应用研究和技术转化往往对研究者有着不同的要求与评价体系，要学会将远大目标分解为一个个可实现的小目标，合理地建立和调整预期。第三，坚持很重要，挫折在所难免，一项工作的成败不代表一个人的成败，科研是一份需要坚持不懈和终身学习的工作，要有脱离舒适区、接受新知识、并在某一领域持续坚持的勇气和决心。最后，要有良好的合作精神，包括与导师及资深科研人员的合作、与学生的合作、与同为青年科研人员的合作，在思想的碰撞与交流中不断学习和成长。 会士介绍 刘世元  教授 华中科技大学 刘世元教授是华中科技大学集成电路测量装备研究中心主任，国家杰出青年科学基金获得者，国家科技创新领军人才，英国物理学会(IOP)会士，国际测量与仪器委员会(ICMI)委员，中国仪器仪表学会集成电路测量与仪器分会主任委员。主要研究方向为计算成像与计算光刻、纳米光学测量技术与仪器、半导体制造在线测量检测技术与装备等。主持国家自然科学基金（7项，包括杰青、重大仪器、重点项目）、国家重大仪器专项、国家科技重大专项等20余项，发表SCI论文250余篇，获授权发明专利100余件，获湖北省技术发明一等奖、中国仪器仪表学会技术发明一等奖等科技奖励。

期刊介绍 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。 主编介绍 Gary Brudvig  教授 美国耶鲁大学 Gary Brudvig is the Benjamin Silliman Professor of Chemistry, Professor of Molecular Biophysics & Biochemistry, and Director of the Yale Energy Sciences Institute at Yale University. He received his B.S. (1976) from the University of Minnesota, his Ph.D. (1981) from Caltech and was a Miller Postdoctoral Fellow at...

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选两个主题的研究文章供大家阅读，本月的主题为Robotics和Just transitions。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！ 您可以扫描下方二维码，查看IOP出版社生物医学工程领域和环境领域的最新资讯；还可以点击此处链接，订阅该领域的最新研究进展以及相关期刊的最新信息。   生物医学工程： 环境： 精选文章 Robotics Progress in Biomedical Engineering Exploration of biomechanics, mental workload and metabolism factors during prosthetic gait Andrea Berettoni, Samuele De Giuseppe, Giulia Mariani, Nicolò Boccardo, Matteo Laffranchi and Marianna Semprini   Systematic review on visual aid technologies for surgical assistant robotic devices Karen Jazmín Mendoza-Bautista, L Abril Torres-Mendez...

本篇研究来自湘潭大学胡金勇课题组。本文设计了一种双槽纳米硅盘阵列结构，实现了双频超窄带完美吸收（线宽<2 nm，吸收率>99%）；提出磁偶极子、衍射波模式和anapole模式相互耦合的混合机制，有效抑制辐射损耗，突破窄线宽与双波段兼顾难题；并为高性能的折射率传感器提供设计范式，在双通道生化传感领域显示应用潜力。 文章介绍 Ultra-narrow dual-band perfect absorber based on double-slotted silicon nanodisk arrays Can Yang 杨灿（本科生）、Minghe Luo 罗明贺（本科生）、Xiongwu Ju 巨雄吾（本科生）、Jinyong Hu 胡金勇（通讯作者） 通讯作者： 胡金勇，湘潭大学   研究背景： 本研究致力于解决当前超材料完美吸收器面临的核心挑战：如何在单一结构中同时实现双波段响应与超窄线宽吸收光谱。传统金属-电介质结构因金属固有高损耗难以压缩线宽，而低损耗的电介质结构又通常仅能支持单波段吸收，限制了其在多波段探测、滤波及传感等领域的应用。针对此问题，本研究旨在通过巧妙的结构设计融合磁偶极共振、衍射波耦合与anapole模式，以期实现一种兼具双波段响应与超窄线宽的完美吸收器，为设计高性能双频光学器件提供了理论基础和实验依据。   研究内容： 本研究采用有限时域差分法（FDTD）进行理论建模与数值仿真，系统分析了由双槽硅纳米盘阵列、二氧化硅间隔层和纳米银反射膜所构成超材料的光学吸收特性。通过笛卡尔多极子分解方法定量计算了各电磁多极矩对散射场的贡献，从而揭示了共振模式的物理本质。研究的关键在于利用阵列结构同时激发了两种机制：其一为磁偶极模式与衍射波模式耦合形成的混合模式，其二为相邻纳米盘间anapole模式的相互作用。     该研究系统分析了结构参数（如盘厚、直径、槽尺寸、晶格周期等）对光学吸收性能的影响，并通过优化参数在近红外波段实现了两个超窄线宽完美光学吸收峰，分别位于1155.23 nm和1212.17 nm，吸收率高达99.31%和99.61%，对应线宽仅为1.92 nm和1.25 nm；同时该结构表现出卓越的传感性能，两个通道的灵敏度分别为288 nm/RIU和204 nm/RIU，品质因数达到150 RIU-1和163.2 RIU-1。     这一研究成果的重要意义在于成功解决了双波段超窄带吸收的协同实现难题，为发展高Q值多频段光子器件提供了全新设计范式，特别是在高精度双通道生化传感领域展示了显著的应用潜力。 作者介绍 胡金勇  副教授 湘潭大学 胡金勇，湘潭大学博士生导师，中共党员，系副主任，湖湘青年英才，湘潭市D类高层次人才，湖南省电子信息技术研究会理事、湖南省电子学会理事、Rare Metals青年编委。2018年6月于中山大学获光学专业博士学位，2018年9月入职湘潭大学物理与光电工程学院从事教学研究工作，现为湘潭大学微电子科学与工程系副主任。主要从事微纳传感芯片的设计及其应用研究。近5年来，先后主持承担国家自然科学基金、湖南省科技创新计划项目、湖南省自然科学基金、教育部产学研协同育人项目、湖南省教育厅科研项目、湖南省教育改革项目等10余项，在ACS Sensors、Sensors and Actuators B: Chemical、Analytical...

近期，我们邀请了曾在IOP出版社发表文章的研究人员，回顾他们首次看到自己的研究成果正式出版时的难忘瞬间。通过了解他们的故事，我们希望向更多科研人员传递鼓励与启发。如果您也愿意分享自己“文章发表的特别时刻”，欢迎将您的文字及图片发送至pr@ioppublishing.org。我们期待聆听更多来自中国作者的独特经历与心声，并期待在IOP出版社平台上呈现您的故事。 文章发表的特别时刻 Professor Shivani Gupta“Being published is more than academic success. It means that despite the odds, I was able to make a meaningful contribution to science. It stands as proof that it’s never too late to start again and make your mark.” 已发表文章：Bandgap modification in V+5 doped CuO nanocomposites for photocatalytic applications under solar...

《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。我们将不定期精选出其中的优秀文章，供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章！ 文章介绍 圈量子宇宙学或可解释宇宙微波背景的平滑性 量子尺度的排斥引力本应消除早期宇宙的不均匀性 在经典物理学中，引力具有普遍的吸引力。但在量子层面上，情况可能并非总是如此。如果在一个无限小的体积（例如黑洞中心或宇宙诞生之初的极早期）内存在大量物质，时空会在接近普朗克长度的尺度上发生弯曲。普朗克长度是距离的基本量子单位，约比质子小1亿兆倍。在这些极度弯曲的区域，经典引力理论，即爱因斯坦的广义相对论，会失效。不过，却为圈量子宇宙学研究提供了一个潜在解决方案。这表明，引力实际上会变为排斥性。因此，圈量子宇宙学预测，我们现在的宇宙起源于所谓的“宇宙反弹”，而非广义相对论所预测的大爆炸奇点。在近期EPL期刊发表的一篇论文中，加拿大新不伦瑞克大学的数学物理学家Edward Wilson-Ewing探讨了圈量子宇宙学与一种时被描述为“大爆炸回声”的现象，即宇宙微波背景（CMB）之间的相互作用。这种背景辐射弥漫于整个可见宇宙，源于宇宙冷却至足以形成中性原子之际。此时，光突然能够穿越太空，而不再持续被此前存在的电子和轻原子核的等离子体散射。正是这种新释放的光构成了宇宙微波背景，因此研究这种光能够为早期宇宙的面貌提供一定线索。     宇宙学家Edward Wilson-Ewing利用圈量子引力研究极早期宇宙中的量子效应。（图片来源：新不伦瑞克大学） 您的研究动机是什么？ 宇宙微波背景观测结果表明，早期宇宙（即宇宙微波背景形成时的宇宙）极其均匀，相对各向异性约为十万分之一。经典广义相对论自身难以解释这种均匀性，因为纯粹的吸引力引力倾向于使事物朝着相反的方向发展。这是因为，如果一个区域的密度高于周围区域，那么根据广义相对论，该区域的密度会变得更高；该区域有更多质量，因此周围的粒子会被吸引过来。事实上，我们在宇宙微波背景中看到的小不均匀性正是这样随着时间而增长，最终形成了当今的恒星和星系。 在经典广义相对论中，解决这一问题的主要方法是假设宇宙在最早期经历了一段超快速膨胀。这种超快速膨胀被称为暴胀，它足以产生均匀区域。但一般而言，这需要大量的暴胀（远超大多数模型通常考虑的暴胀）。 或者，如果由于某种原因，在暴胀开始时恰好存在一个适度均匀的区域，那么这个区域的大小会呈指数级增长，同时变得更加均匀。第二种可能性需要略多于最低限度的暴胀，但不至于远超最低限度的暴胀。 在这项工作中，我的目标是探究，如果引力在深层量子区域变为排斥性（正如圈量子宇宙学中的情况），那么这是否会稀释密度较高的区域，从而消除不均匀性。换言之，这项工作的主要目标之一是探究量子引力是否是宇宙微波背景中观察到的高度均匀性的潜在来源。   这篇论文中，您做了什么？ 在这篇论文中，我研究了圈量子宇宙学中与尘埃（一种简单的物质模型）耦合的球对称时空。此类时空被称为Lemaître–Tolman–Bondi时空，其允许在径向方向上存在任意大的不均匀性。因此，其为探究是否会发生均匀化提供了一个理想的平台，原因在于其足够简单，便于进行数学处理，同时仍允许存在大的不均匀性（一般而言，处理大的不均匀性非常困难）。 圈量子宇宙学预测了几种主要的量子效应。其中一种效应是，在量子层面，时空是离散的：如物质量子一样，也存在几何量子。这影响了运动方程，运动方程将时空的几何与其中的物质联系起来，所以如果我们考虑到量子几何的离散性，就必须修改运动方程。 这些修改通过所谓的有效方程来体现，在论文中，我针对广泛的初始条件对这些方程进行了数值求解。由此发现，虽然均匀化并非无处不在，但总会在某些区域发生。这些均匀化区域随后可以通过暴胀膨胀至宇宙学尺度（且暴胀会进一步加剧均匀化）。因此，这种量子引力均匀化过程确实可以解释宇宙微波背景中观察到的均匀性。   接下来，您有什么计划？ 从多个方向拓展这项工作以检验圈量子宇宙学中均匀化效应的稳健性至关重要。虽然从数学视角来看，对球对称性的限制应该放宽，但这颇具挑战性。超越尘埃的物质描述也相当重要。尘埃的简单性让计算更简便，但不太现实。 其他相关物质形式包括辐射和所谓的暴胀场。暴胀场是一种能够引发暴胀的物质。这就是说，在宇宙学中，至少在定性层面上，物理在一定程度上独立于宇宙的物质含量。这是因为虽然不同类型的物质在膨胀宇宙中的稀释速度可能有所不同，且宇宙的膨胀速率也可能因其物质含量而异，但广义相对论中宇宙动力学的主要性质（例如，膨胀的宇宙、初始奇点的出现等）与所考虑的具体物质无关。 因此，我认为有理由预期，定量预测将取决于物质含量，但定性特征（特别是被量子引力均匀化的小区域）将保持不变。不过，仍需进一步研究来检验这一预期。   如果您觉得本文有趣，为何不向EPL期刊提交您自己的研究呢？EPL是提供开放获取选项的混合期刊。免费订阅。>>您可以点击此处链接，查看期刊详情。 期刊介绍 EPL 2024年影响因子：1.8  Citescore：3.5 EPL（欧洲物理快报，前身为Europhysics Letters）创刊于1986年，是欧洲物理学会的期刊之一，发表覆盖物理学各个领域的原创性高水平研究，包括凝聚态物理、天体物理学、等离子体和聚变科学，以及应用物理等，并为作者提供快速、公平和富有建设性的同行评审意见。

Solar cells (SCs) based on dense arrays of III–V nanowires have long been considered strong candidates for the fabrication of stable, high power conversion efficiency (PCE) photovoltaic devices at reduced costs. Over the last two decades intense research has been devoted worldwide to the field; however, the nanowire SCs (NWSCs) reported so far in the...

美国电化学学会（ECS）旗下期刊持续发表推动能源存储、材料科学和电化学技术创新的前沿研究。 我们从ECS旗下多本期刊中精选了阅读量最多、引用量最高的文章，帮助您快速了解当前研究趋势与最新洞见。您可以浏览这些精选文章，或将其加入阅读列表，随时掌握电化学领域的最新进展。 准备探索更多内容？>>您可以点击此处链接，访问ECS数字图书馆，进一步了解前沿电化学研究。您可以浏览多本期刊获取最新研究，并关注电化学领域的最新动态，为您的科研工作提供支持与灵感。 精选文章 阅读量最多的文章 Physics-Based Battery Model Parametrisation from Impedance Data Noël Hallemans et al 2025 J. Electrochem. Soc. 172 060507   Method—A High-Throughput Technique for Unidirectional Critical Current Density Testing of Solid Electrolyte Materials Danielle M. Gendron et al 2025 J. Electrochem. Soc. 172 020511   Epitaxial Si/SiGe Multi-Stacks: From Stacked Nano-Sheet to Fork-Sheet and CFET Devices R. Loo et al 2025 ECS J. Solid State Sci....

2D Materials（2DM）是一本跨学科期刊，致力于发表高质量、高影响力的基础与应用研究，涵盖石墨烯及相关二维材料的各个方面。期刊当前的影响因子为4.3，CiteScore为9.3。 期刊由中国科学院金属研究所任文才研究员担任主编。   为什么选择在2DM期刊发表研究？ 高标准评审：期刊实行快速、严格且具建设性的评审流程，由编委会成员全程监督，确保研究质量与学术公正。 高效出版：我们致力于为作者提供高效、专业的服务，确保快速作出初审决定、接受与发表。文章一经接收，将在24小时内上线并附带可引用的DOI。 开放获取：作者可选择以开放获取（需支付版面费）的形式发表文章，让更多读者自由获取您的研究成果。 便捷的稿件转投：除直接投稿外，期刊还为来自IOP出版社其他期刊的稿件提供高效的转投服务，确保论文在最合适的期刊发表。 国际编委团队：期刊由任文才研究员领导的国际编委会管理，汇聚领域内的顶尖专家，为作者提供专业支持。   >>您可以点击此处链接，了解更多并投稿至2D Materials期刊。 期刊介绍 2D Materials 2024年影响因子: 4.3  Citescore: 9.3 2D Materials（2DM）创刊于2014年，是国际上二维材料领域的第一个学术期刊，是中国科协高质量科技期刊一区期刊，旨在报道二维材料研究及应用领域最具创新性和影响力的前沿科研成果，促进二维材料领域的学术成果交流。期刊立足于多学科视角，致力于涵盖石墨烯及其他二维材料相关研究的各个方面，包括二维材料的制备、表征、物理、性质研究及器件、能源、催化、复合材料等应用。 期刊主编为中国科学院金属研究所任文才研究员，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划项目首席科学家。主要从事石墨烯及其他新型二维材料的制备、物性及光电、储能、热管理、膜技术等应用研究。在Science、Nature Materials等期刊发表主要论文200多篇，被SCI他引4万多次，是科睿唯安公布的全球高被引科学家。获发明专利100余项，孵化了3家高技术企业。获国家自然科学二等奖3项（第一完成人2项）、辽宁省自然科学一等奖、何梁何利科技创新奖、全国创新争先奖等。

Two dimensional (2D) materials are at the forefront of research in integrated modulators. However, achieving pure phase modulation with low insertion loss remains challenging in 2D material modulators. This work explores phase modulators based on monolayer MoS2 integrated on a Si photonic platform. We investigated the electro-optical response of MoS2 using two device architectures: a monolayer MoS2...

2025年11月6-9日，中国高校科技期刊研究会第29次年会在陕西省西安市召开。本次年会以“服务创新策源·培育一流方阵：新时代高校科技期刊的使命”为主题，近20家国内外期刊服务机构支持。国内外70余位专家进行报告交流，参会代表超过700人。 在大会开幕式上，IOP出版社首席出版官Miriam Maus发表题为《学术出版的变革与发展格局》的主旨报告，她从科学发文产出、人工智能、科研诚信、开放科学、政策影响、战略合作等维度梳理了当前全球学术出版的趋势，并介绍了为包括中国机构在内的全球期刊合作伙伴所能提供的新刊创办、期刊战略与发展咨询等服务。   Miriam与高校期刊研究会及参会代表们围绕开放科学与国际合作进行了深入探讨和广泛交流，集思广益。IOP出版社高度肯定并支持中国高校科技期刊在服务创新、建设一流期刊集群方面的积极探索与实践，以更好地展示中国高质量的科技创新成果，助力高水平科技自立自强。

我们汇总了2024年发表在Environmental Research Letters期刊发表的50篇优秀文章，这些文章展示了及时、高影响力、广泛参与的研究工作，并对政策讨论做出了有意义的贡献。 感谢所有的作者、读者和审稿人对Environmental Research Letters期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。 文章介绍 Human population density and blue carbon stocks in mangroves soils Shih-Chieh Chien et al 2024 Environ. Res. Lett. 19 034017   Daytime cooling efficiencies of urban trees derived from land surface temperature are much higher than those for air temperature Meng Du et al 2024 Environ. Res. Lett. 19 044037   Challenges in accelerating net-zero transitions: insights from...