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本篇研究来自华中科技大学数学中心徐海涛课题组。本研究引入了一个创新的解析框架，利用双原子链模型定量表征了边缘态（Edge States）对晶格尺寸和边界条件的依赖关系。研究重点如下： 通过渐近估计，精确量化了有限尺寸和边界对称性破缺导致的“体边对应关系”（bulk-boundary correspondence）的偏差。 揭示了带隙边缘附近本征频率的特殊分布模式。 结果不仅适用于一维线性晶格，还可广泛推广至非线性链及二维等更复杂的高维晶格系统。 本研究弥合了在无限大晶格中定义的理想拓扑不变量与它们在有限尺寸晶格系统中实际频谱表现之间的理论空白。 文章介绍 Analytical estimations of edge states and extended states in large finite-size latticesHuajie Song（宋华杰） and Haitao Xu（徐海涛） 通讯作者： 徐海涛，华中科技大学数学中心   研究背景： 拓扑材料作为近年来凝聚态物理、光电器件、声学与机械系统等领域最活跃的研究对象之一，其标志性特征是“体边对应关系”，即系统边界处边缘模式的存在性与体能带的拓扑不变量在理论上相联系。 然而，在数值实验和实际应用中，晶格必定是有限尺寸的。现有的理论大多假设晶格是无限大或具有周期性边界条件的，这与具有非循环边界的实际有限晶格存在根本区别。 对于实际存在的有限晶格，究竟需要多大的尺寸才能使“体边对应关系”真正生效？ 晶格尺寸与边界引起的局域化长度之间的竞争如何决定边缘模式的存在？目前在理论上仍不明确，需要进一步的解析刻画。此外，在非线性有限晶格中，频率脱离频谱带(或能带)的局域态的出现机制也是一个亟待仔细解释的典型场景，相关理论理解仍显不足。   研究内容： 本研究以声学双原子链为基础模型，通过引入大尺寸极限，进行了全离散渐近分析和讨论。 研究证明，只要边界刚度不过度破坏晶格的潜在对称性，并且系统尺寸超过边缘态的局域长度，体边对应关系就依然稳健。 图1：双原子链中边缘态数量对体拓扑和边界条件的依赖关系相图。 引入的解析框架精确定量了边缘态对晶格大小和边界刚度的相互依赖关系。 研究发现在能带边缘附近的本征频率遵循依赖于边界条件的特定分布模式。通过解析估计大尺寸线性晶格中的这些线性本征态，研究进一步为非线性局域态（包括非线性边缘态和中部局域态）的出现提供了理论基础。结果揭示，线性扩展态可以通过非线性延续转化为新的非线性局域态。 图2：随非线性强度增加，线性本征态向非线性中部局域态 (a-b) 和边界局域态 (c-d) 的演化过程。 这项工作的创新之处在于，不仅确定了固定尺寸晶格下的临界边界条件，还反向确定了抵御边界干扰以支持稳健边缘态所需的最小晶格尺寸。该研究建立的严格一维线性结果展现出极强的普适性，可作为基础模块应用于多层链、二维晶格以及具有非线性相互作用的复杂拓扑系统中。 作者介绍 徐海涛  副研究员 华中科技大学 徐海涛，华中科技大学副研究员，从事应用数学研究。研究领域包括非线性动力系统和偏微分方程的分析、计算，及其在其他学科比如物理、材料、生物等领域的应用。具体关注方向还包括非线性波、格点系统、数值分析、拓扑材料、非线性光学等。相关研究成果发表于Physical Review系列、Phil. Trans. R. Soc. A、Physica...

特刊详情 客座编辑 Murray Batchelor，澳大利亚国立大学 Daniel Braak，德国奥格斯堡大学 陈庆虎，浙江大学   主题范围 2026 marks the 90th anniversary of the introduction of the Rabi model. The Rabi model represents the most simple interaction between a two level atom and a light field. This fundamental model for matter-light interaction continues to inspire and underpin many developments in both mathematics and...

IOP出版社Artificial Intelligence in Adaptive Radiation Therapy电子书于近日出版。本书的作者为美国哈佛医学院的Yi Wang助理教授和美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的X. Sharon Qi教授。 作者介绍 Yi Wang  助理教授 美国哈佛医学院 Dr Yi Wang is a medical physicist from the Department of Radiation Oncology at Massachusetts General Hospital (MGH) and an Assistant Professor of Radiation Oncology at Harvard Medical School (HMS) in Boston, MA, USA. He earned his BEng in Automation from...

本篇研究来自粤港澳大湾区量子科学中心刘卓俊和中山大学刘进课题组。连续域准束缚态通过同时提供高品质因子共振与强局域场，为超表面非线性光学带来了新的增强机制。本文系统梳理了不对称超表面中连续域准束缚态的形成原理、结构设计与材料实现，归纳了其在二次和三次谐波生成、高次谐波、非线性手性效应及参量过程中的代表性进展，展示了连续域准束缚态超表面在高效片上频率转换、结构光调控与量子光源等方向的应用潜力。 文章介绍 Quasi-bound states in the continuum for nonlinear applications in asymmetry metasurfaces Wei Wu（吴溦）, Zhuojun Liu（刘卓俊）, Guixin Qiu（邱贵鑫）, Bo Chen（陈波） and Jin Liu（刘进） 通讯作者： 刘卓俊，粤港澳大湾区量子科学中心 刘进，中山大学   研究背景： 非线性光学在频率转换、光信息处理和量子光学中具有重要意义，但如何在紧凑器件中同时实现强场约束、高转换效率与灵活功能调控，仍是纳米光子学面临的核心问题。超表面为操控光场振幅、相位和偏振提供了新平台，但传统非线性超表面常受限于共振品质因子不足和光物质相互作用弱。近年来，基于对称性破缺引入的准连续域束缚态因兼具高品质因子共振和强局域场增强，成为提升超表面非线性响应的重要机制。围绕这一方向，研究已拓展至谐波产生、手性非线性、高次谐波和参量过程等多个领域。本文旨在系统梳理连续域准束缚态不对称超表面的设计原理、关键进展及应用前景。   研究内容： 本综述文章围绕不对称超表面中准连续域束缚态（准BIC）的非线性应用展开系统综述，重点讨论了准BIC的形成机制、结构设计方法、材料平台选择及其在典型非线性光学过程中的应用进展。文章指出，理想BIC由于与外界辐射通道完全解耦而难以直接激发，而通过引入适当的对称性破缺，可以将其转化为既能与外场耦合、又保留超高品质因子特性的准BIC模式。该机制能够显著抑制辐射损耗并强化局域光场，从而大幅提升光与物质之间的相互作用效率，为非线性增强提供关键基础。 在此基础上，文章总结了准BIC超表面在多个非线性方向上的代表性研究进展，包括二次谐波产生、三次谐波产生、高次谐波产生、非线性手性效应以及自发参量下转换等。通过合理设计结构单元的几何参数、对称性破缺方式和材料组合，可以在纳米尺度上精确调控模式分布、辐射耦合和共振特性，从而实现高效、可控的非线性频率转换。特别是，将不对称超表面与高非线性材料，例如二维材料等相结合，为进一步突破传统平台中的效率瓶颈提供了新的方案。 本文的创新性和重要性在于，它并非局限于单一材料或单一非线性过程，而是从物理机制、器件设计到应用场景三个层面，对准BIC增强非线性光学这一方向进行了系统梳理。文章揭示了高品质因子共振、局域场增强与结构对称性工程之间的内在联系，明确了该领域从基础机理研究走向高性能器件实现的发展脉络。相关进展表明，准BIC不对称超表面有望在片上频率转换、低功耗非线性调控、结构光生成和集成量子光源等方面发挥重要作用，为下一代非线性纳米光子器件的发展开辟新路径。 作者介绍 刘卓俊  副研究员 粤港澳大湾区（广东）量子科学中心 刘卓俊，粤港澳大湾区（广东）量子科学中心副研究员，所在功能量子芯片与技术研究部，长期从事高性能腔增强量子光源等研究。在Physical Review Letters、Science Advances、Nano Letters、ACS Photonics等发表系列成果，相关论文为高被引论文，单篇谷歌学术累计引用近千次。   刘进  教授 中山大学 刘进，中山大学物理学院教授，国家海外高层次青年人才、教育部重大人才工程特聘教授，长期从事微纳光学与集成量子光学研究，在Nature、Nature Photonics、Nature Physics、Nature Nanotechnology等国际重要学术期刊上发表系列成果，其研究成果曾入选“中国光学十大进展”“中国高等学校十大科技进展”和“中国半导体十大研究进展”等。目前主持科技部重点研发课题、国家自然科学基金重点项目等，并担任Light: Science &...

本期精选文章来自Environmental Research Letters (ERL)、Environmental Research: Energy (EREN)、Environmental Research: Climate（ERCL）及Environmental Research: Ecology（ERE），聚焦野火烟雾对社会行为的影响、天然氢能源的系统潜力、造林与生物多样性的权衡、海洋塑料污染治理中的可视化决策支持，以及野火导致的人群迁移与社会不平等等议题。 >>点击“阅读原文”，订阅环境领域最新资讯。 精选文章 Wildfire smoke increases assaults: evidence from Seattle Lion Kircheis This study provides the first direct causal estimate linking wildfire smoke exposure to increased assault rates, using eleven years of daily data alongside high-resolution smoke measurements in Seattle. The findings contribute to a...

通过Journal of Semiconductors（JOS）期刊，深入了解半导体物理、材料、器件、电路等领域的最新研究进展。我们汇集了2025年发表的最具影响力论文，充分展示文章卓越的研究深度与广泛的学科覆盖。依托严格的出版规范与科研伦理标准，您可以放心获取高质量、可信赖的学术成果。 是否也希望在JOS期刊发表您的研究成果？ JOS期刊为半导体物理、材料、器件、电路及相关技术领域的研究人员提供高水平展示平台，我们欢迎多种文章类型，如Research Highlights、Comments and Opinions、Views and News 以及 Editorials等。 JOS期刊致力于提升半导体研究成果在学术界的可见度与可获取性。   选择在JOS期刊发表，您将获得： 为您的论文找到最合适的发表平台：JOS期刊覆盖广泛研究方向，以下领域的成果均可获得充分展示： 半导体超晶格与微结构物理 半导体材料物理 新型半导体材料（包括量子点、量子线）的生长与表征 半导体器件物理 新型半导体器件 集成电路的CAD设计与制造 半导体器件新技术 半导体光电子器件与集成 半导体薄膜的生长、表征与应用 汇聚领域内最高质量的研究：依托严格的出版标准与科研伦理，确保您的研究与本领域最具影响力的成果同台呈现。 获得学术认可：JOS期刊通过多项奖项表彰研究人员的努力与卓越贡献，帮助您向学术界展示研究成果与影响力。 支持全球物理科研、教育与科普事业：IOP出版社是领先的学会出版社之一，其出版收益均回馈给英国物理学会（IOP），用于支持全球范围内的物理研究、教育与公众参与活动。您的论文将为学科的可持续发展贡献力量。   >>欢迎您点击此处链接，了解更多。 亮点文章 Research on heterojunction semiconductor photodetectors based on CsPbBr3 QDs/CsPbBrxI3–x QDsChenguang Shen et al 2025 J. Semicond.46 102801   Room-temperature electrically injected GaN-based photonic-crystal surface-emitting lasers Tong Xu et al 2025 J. Semicond.46 090501  ...

解锁材料科学前沿突破，免费开放阅读！ 最新一期Materials Futures现已发布，汇集基础与应用材料科学及技术各领域的前沿研究成果、深度观点文章和系统综述。 得益于与中国科学院东莞材料科学与技术研究所的合作支持，期刊目前实行钻石开放获取模式，所有发表费用均已覆盖。 📖读者：可即时、免费获取全部前沿研究成果 ✏️作者：可零费用发表研究文章 Materials Futures期刊主编团队 汪卫华：中国科学院院士、美国物理学会会士、发展中国家科学院院士。现任中国科学院东莞材料科学与技术研究所所长。主要从事非晶态物理，新型非晶、纳米材料及其它亚稳材料在高压、低温、微重力等极端条件下的制备、结构、物性研究。 赵金奎：大湾区大学讲席教授、物质科学学院执行院长。主要研究方向为凝聚态，软物质，和材料科学的中子散射研究，散裂源中子散射技术研发，中子散射谱仪设计和与中子慢化器的匹配优化，中子蒙特卡洛计算。 Torsten Brezesinski：德国卡尔斯鲁厄理工学院研究员，纳米技术研究所课题组负责人，主要研究下一代电池材料与介孔氧化物薄膜，已发表论文150余篇并拥有20余项专利。研究方向为材料设计、介孔材料、纳米技术、锂电池、固态电池。   >>欢迎点击此处链接，阅读完整内容。 亮点文章 Topical Reviews Structural Materials Fire-retardant recyclable epoxy systems based on covalent adaptable networks Qingshan Yang, Yong Guo, Guofeng Ye, Cheng Wang, Asim Mushtaq, Min Hong, Pingan Song, Hao Wang and Siqi Huo Focus Issue on 2024 International Symposium on Advanced...

Over the past two decades, two-dimensional (2D) materials have rapidly evolved into a diverse and expanding family of material platforms. Many members of this materials class have demonstrated their potential to deliver transformative impact on fundamental research and technological applications across different fields. In this roadmap, we provide an overview of the key aspects of...

全氟和多氟烷基物质（PFAS）带来了严峻挑战，其相关科学研究也在迅速发展。为此，Sustainability Science and Technology期刊推出了一份全新的开放获取路线图，帮助研究人员全面理解PFAS，从污染源头到去除与降解技术，构建系统性认知框架。 PFAS具有环境持久性，并可在人体和野生动物体内累积，已成为全球关注的环境问题。这份路线图汇集了最新研究进展，梳理当前认知基础，并指明未来发展方向。 该研究由来自全球的36位专家共同完成，系统追踪PFAS的全生命周期——从来源到最终去除，为理解当前挑战与潜在解决方案提供清晰路径。   重点内容包括： 📊推动监测与分析技术的发展； 🩹探索PFAS捕集、处理与降解的新策略； 🔮提升对PFAS在环境中迁移行为的预测能力； 📉通过政策监管与更安全替代方案，从源头减少PFAS。   客座编辑介绍： Lokesh P Padhye副教授，美国纽约州立大学石溪分校：研究方向涵盖水质、水/废水处理及环境污染修复，重点关注新兴水环境污染物（如PPCPs、农药、PFAS、6-PPD 及微塑料）的迁移转化与处理技术。 Melanie Kah副教授，新西兰奥克兰大学：主要研究环境中污染物的释放、迁移、影响及修复过程，涉及农药、高分子材料、多环芳烃（PAHs）、PFAS、药物、金属及纳米材料等多类物质。 Erin Leitao副教授，新西兰奥克兰大学：研究重点为通过催化方法高效合成“安全设计”的功能无机分子与高分子材料，致力于采用可再生原料、绿色化学原则，并关注材料的降解过程与环境归趋。 文章介绍 The PFAS roadmap–Navigating a path together to improved management Lokesh P Padhye, Melanie Kah, Erin M Leitao, Karl Bowles, Paul Nathanail, Ian T Cousins, Romain Figuière, Bradley O Clarke, Jordan M Partington,...

我们汇总了Environmental Research: Communications期刊自2023年以来发表的10篇高被引文章。这些研究展示了期刊在气候变化领域及时且具有影响力的科研成果。 感谢所有作者、读者和审稿人对期刊的支持，也希望您喜欢阅读这一精选合集。 精选文章 How to estimate carbon footprint when training deep learning models? A guide and review Lucía Bouza, Aurélie Bugeau and Loïc Lannelongue   Validation of FABDEM, a global bare-earth elevation model, against UAV-lidar derived elevation in a complex forested mountain catchment Christopher B Marsh, Phillip Harder and John W Pomeroy  ...

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Machine Learning/AI和Biomaterials。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出版社数学与计算领域和生物医学工程领域的最新资讯；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。 数学与计算： 生物医学工程： 精选文章 Machine Learning/AI Journal of Physics D: Applied Physics Machine learning-assisted design and optimization of a graphene-based tunable bandpass filter for millimeter-wave applications Jingfeng Liu, Cheng Chen, Yuhan Li, Jiaxuan Xue, Shilei Tian, Jixin Wang, Wu Zhao, Zhiyong Zhang and Johan Stiens   Journal of Physics: Condensed Matter Machine-learning interatomic...

特刊详情 客座编辑 Max Veit，芬兰阿尔托大学 Jigyasa Nigam，瑞士洛桑联邦理工学院 主题范围 Machine learning (ML) techniques have revolutionized the study of complex physical and chemical phenomena by enabling the simulation of large systems over long timescales with near quantum-mechanical accuracy. They are now routinely applied to a wide variety of systems from molecular to solid state, offering insights into processes...