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14 Sep 2026

ROPP编辑优选:二阶非线性霍尔效应可切换控制的普适性设计原理

本篇研究来自香港城市大学岳星宇、华南师范大学金元俊课题组。本研究通过外场调控非线性霍尔效应是实现新型低功耗电子器件的重要途径,如何实现高效、可逆的栅极电压控制一直是该领域面临的关键挑战。本研究结合第一性原理与对称性分析,提出了一种基于双层材料体系实现非线性霍尔效应栅控调节的普适性设计策略。研究发现,双层结构中固有的隐藏极化能够在外加栅极电场作用下被激活,进一步诱导层锁定的隐藏贝里曲率偶极子,从而产生显著增强的非线性霍尔响应。通过反转栅极电场方向,可以实现霍尔电流方向的完全可逆翻转,表现出类似于自旋塞曼效应的“赝自旋塞曼效应”特征,实现了二阶霍尔效应的电控开关功能。该研究从原理上实现了非线性霍尔效应的器件化调控,也为探索栅控非线性输运和非线性光学效应提供了新思路。 文章介绍 A universal design principle for switchable control of the second-order nonlinear Hall effect Xiaoliang Xiao(肖晓亮), Xingyu Yue(岳星宇), Jinyang Ni(倪斤阳), Jin-Zhu Zhao(赵锦柱), Ruiqiang Wang(王瑞强), Xin Wang(王鑫), Guoqing Chang(常国庆), Yuanjun Jin(金元俊) 通讯作者: 岳星宇,香港城市大学 金元俊,华南师范大学   研究背景: 由贝里曲率偶极矩驱动的非线性霍尔效应是一种的新型量子几何输运现象,近年来在凝聚态物理领域受到广泛关注。不同于传统霍尔效应需要破坏时间反演对称性,非线性霍尔效应可以在保持时间反演对称性的非中心对称体系中产生,为探索电子波函数的几何性质、揭示隐藏对称性以及调控量子输运提供了重要手段。同时,该效应在太赫兹波整流、低功耗信息存储等新兴技术领域展现出广阔应用潜力。然而,目前已报道的非线性霍尔效应通常依赖于材料本征晶体结构和对称性条件,其响应大小和方向难以通过外部手段进行动态调控,极大限制了其在可重构逻辑器件和电流驱动存储器件中的实际应用。因此,如何实现非线性霍尔效应的电场调控、可逆切换以及器件化应用,已成为该领域亟待解决的关键科学问题。   研究内容: 本研究结合晶体对称性分析、有效哈密顿模型构建以及第一性原理计算,提出了一种基于隐藏极化实现非线性霍尔效应电场调控的普适性设计策略。通过系统分析80个层群的对称性条件,研究发现其中18个层群满足构建可电控切换非线性霍尔效应体系的要求,为设计新型量子输运器件提供了明确的材料筛选准则。以AB堆垛双层SnSe(以及SnTe等代表性体系)为例,研究表明,该类双层结构在无外加电场时保持整体中心对称性,贝里曲率偶极矩因对称性约束而消失,非线性霍尔响应被禁止。当施加垂直栅极电场后,层间隐藏极化被有效激活,破坏原有对称性并诱导产生显著的贝里曲率偶极矩,从而产生增强的非线性霍尔电流。更重要的是,通过反转栅极电场方向,可以实现霍尔电流方向的完全可逆翻转,呈现出类似自旋塞曼效应的“赝自旋塞曼效应”行为,实现非线性霍尔信号的电控开关。该调控机制无需依赖磁性材料,仅通过外加电场即可实现非线性霍尔效应的ON/OFF双态切换,为突破传统非线性霍尔体系中响应不可调控的限制提供了新的解决方案,并显著拓展了层状量子材料在非线性输运和信息器件领域的应用空间。 该研究首次揭示了中心对称双层体系中隐藏极化与贝里曲率偶极矩之间的内在联系,并建立了利用层间隐藏自由度调控非线性霍尔效应的新机制,为发展超快低功耗电子器件、非线性逻辑器件以及可重构量子信息技术提供了新的理论基础。 作者介绍 岳星宇  博士 香港城市大学 岳星宇,2023年获香港大学物理学博士学位。目前,他任职于香港城市大学物理系。研究方向主要包括量子输运现象的理论研究,以及二维材料的生长与表征。   金元俊  副研究员 华南师范大学 金元俊,2022年获香港大学物理学博士学位,随后在新加坡南洋理工大学做博士后研究,2024年入职华南师范大学物理学院。研究兴趣包括量子输运,自旋电子学等。已在PRL, ROPP, Nano Lett. PRB等期刊发表论文50余篇,获2024年广东省自然科学二等奖(4/7)。...

09 Sep 2026

ERL编辑优选:全球变暖叠加快速城市化,东亚城市气象灾害正在发生“结构性转变”

本篇研究来自复旦大学袁嘉灿课题组。本文系统梳理了全球变暖与城市化共同作用下东亚城市高温、极端降水和台风相关灾害的变化特征,并进一步分析其对健康、劳动生产率、能源和交通基础设施以及社会不平等的影响。 文章介绍 Weather hazards in cities of East Asia: interacting influences of global warming and urbanization Jiacan Yuan(袁嘉灿), Yuanhao Chen(陈远昊), Jian Hang(杭建), Eun-Soon IM, Qiqi Luo(罗淇淇), Josipa Milovac and Lei Zhao 通讯作者: 袁嘉灿,复旦大学大气与海洋科学系   研究背景: 在全球变暖持续加剧的同时,东亚也是过去几十年全球城市化速度最快的地区之一。上海、北京、广州—深圳—香港、首尔、东京等超大城市和城市群,集中了庞大人口、高密度建筑、关键基础设施和高度互联的经济活动。当全球气候变化与快速城市扩张同时发生,城市面临的极端天气风险究竟发生了怎样的变化? 围绕这一问题, 近期发表在Environmental Research Letters上的综述论文“Weather hazards in cities of East Asia: interacting influences of global warming and urbanization”系统梳理了全球变暖与城市化共同作用下东亚城市高温、极端降水和台风相关灾害的变化特征,并进一步分析其对健康、劳动生产率、能源和交通基础设施以及社会不平等的影响。   研究内容:...

07 Sep 2026

JPhys Photonics编辑优选:圆扫描FCS实现稀疏和异质体系分子动力学测量

本篇研究来自西安电子科技大学郜鹏、西安交通大学姚翠萍课题组。本文提出面向稀疏和异质性样品分子动态测量的圆扫描荧光相关光谱(CS-FCS)技术。CS-FCS通过高速圆扫描方式采集荧光涨落数据,有效克服了传统线扫描的机械惯性,并将时间分辨率提升至0.1 ms(较线扫描提高5~10倍),同时使有效观测覆盖区域增大6倍。在数据分析中,全局自相关分析能够提高对稀疏样品的测量效率;逐像素自相关分析可获取不同空间位置样品的动力学差异。该方法在空间异质纳米颗粒、稀疏生物颗粒等多体系中的应用验证了测量的可行性和准确性。此外,还在活细胞内实现了多个细胞器膜上的大分子动力学的实时测量。 文章介绍 Circular scanning fluorescence correlation spectroscopy (CS-FCS) for probing molecular dynamics of sparse or heterogeneous samples Lan Yu(于岚), Xiaoman Dong(董小曼), Weihui Zeng(曾维慧), Cuiping Yao(姚翠萍) and Peng Gao(郜鹏) 通讯作者: 郜鹏,西安电子科技大学物理学院 姚翠萍,西安交通大学生命科学与技术学院,   研究背景: 生物大分子在细胞内的扩散、运输与相互作用是生命活动的基础,定量测量其动力学参数(如扩散系数)对于理解信号转导、代谢调控及疾病机制至关重要。荧光相关光谱(FCS)作为一种高灵敏度的分子动力学测量技术,通过探测荧光强度涨落并利用自相关分析定量获取目标分子的动力学参数,已成为生命科学研究的重要工具。然而,将FCS应用于活细胞内大分子测量面临两大挑战:其一,细胞是高度空间异质的体系,线粒体、内质网、质膜等不同空间区域的分子动力学呈现显著异质性,传统单点FCS无法同时获取不同空间位置的异质信息;其二,细胞内生物大分子常呈稀疏分布,而传统单点FCS有效观测体积仅约0.5 fL,难以对低浓度分子进行采样以获得可靠的自相关曲线。现有扫描FCS技术虽能扩展空间覆盖范围,但时间分辨率仅为毫秒级,且传统线扫描方式存在回程时间误差,难以准确捕捉亚毫秒尺度的快速扩散过程。因此,亟需发展一种兼具高时间分辨率、大观测体积和空间分辨能力的FCS测量方法,以满足细胞内稀疏和异质体系中分子动力学的高效准确测量需求。   研究内容: 本文提出圆扫描荧光相关光谱(CS-FCS)方法,通过高速圆扫描模式采集荧光涨落数据,并将时间分辨率提升至0.1 ms,较线扫描FCS提高5~10倍;其空间测量范围相较于单点FCS增大6倍。该方法采用全局与逐像素自相关分析,全局自相关适用于低浓度稀疏样品;逐像素自相关分析可获取不同亚细胞位置的异质动力学信息,无需多次测量即可同时量化多区域分子扩散行为。CS-FCS在保留单分子测量灵敏度的同时,兼具高时间分辨率、大观测体积和空间分辨能力,为复杂生物体系的动态测量提供了一种高效工具。 图1 CS-FCS 原理示意图 利用CS-FCS对水中荧光纳米颗粒的进行了测量,全局自相关分析表明直径为40 nm和100 nm颗粒的扩散系数分别为11.1 ± 0.8 μm²/s和6.4 ± 0.4 μm²/s,如图2所示,与单点FCS和线扫描FCS的测量结果一致,验证了CS-FCS方法的测量准确性。 图2 CS-FCS技术测量荧光纳米微球在PBS中的扩散系数 图3展示了CS-FCS与单点FCS在测量稀疏纳米颗粒上的对比,相同测量时间内,单点FCS的焦点不能有效触及待测微粒,无法获得可靠的自相关曲线。然而,CS-FCS因观测体积增大,可采集足够有效信号从而准确获取扩散系数,证明了其在稀疏样品测量中的优势。...

02 Sep 2026

JPhys Photonics编辑优选:首款基于检索增强的光子专用大模型OptoChat

本篇研究来自南京大学邹宁睦课题组。本文研究团队开发了面向光学领域的检索增强大语言模型OptoChat,是首个针对光学知识理解与问答进行专门适配和优化的大语言模型。系统基于236,982篇光学文献构建专业知识库,结合问题分解、关键词与语义混合检索和重排序,在OptoQA与OptoMCQA基准上均优于多种通用大模型,并展现出更强的专业推理、幻觉抑制和答案可溯源能力。 文章介绍 OptoChat: a large language model with retrieval augmented generation for optics Xiaoqing Bao(包晓清), Hairuo Wang(王海若), Silin Chen(陈思霖), Yali Zhang(张雅丽), Wenjun Chen(陈文军), Kangjian Di(邸康健), Mengcheng Lv(吕梦成), Minghui Zhao(赵明辉), Guohao Wang(王国浩), Wenzheng Zhao(赵文政) and Ningmu Zou(邹宁睦) 通讯作者: 邹宁睦,南京大学集成电路学院   研究背景: 大语言模型在通用文本生成和知识问答中已展现出强大能力,也逐步应用于计算成像、显微自动化和光学设计等科研任务。然而,光学具有物理机制复杂、专业术语密集、知识更新快且对科学严谨性要求高等特点,通用模型在预训练阶段缺乏足够的领域知识,容易产生事实错误或“幻觉”。检索增强生成(RAG)可通过引入外部知识缓解这一问题,但直接将通用RAG用于光学仍面临查询语义难以完整解析、专业文献结构复杂以及检索结果相关性不足等挑战。为此,研究团队提出OptoChat,希望通过领域知识库、面向科学问题的查询预处理、多路径检索与重排序机制,为光学研究者和工程人员提供更准确、可验证、上下文充分的专业问答工具。   研究内容: OptoChat首先从科学期刊和权威光学资料中汇集236,982篇文献,按八个光学子领域组织,并利用YOLOv10识别文本、公式、表格和图像区域,结合PaddleOCR与YOLOv8完成内容解析,再以bge-m3生成向量并写入可增量更新的VectorDB。面对用户问题,基于Qwen2.5-32B-Instruct的Query Agent先判断是否属于光学领域,并将复杂问题分解为最多10个保持逻辑关联的子问题,同时提取关键词。检索阶段将TF-IDF/BM25关键词检索与bge-m3语义检索结合,再由bge-reranker-v2-m3对候选证据重新排序,最终将高相关上下文交给大语言模型生成答案。 研究团队构建了OptoQA(580组问答)和OptoMCQA(252道选择题)两个专业基准,并由10余名光学研究人员参与核验。OptoChat在OptoQA上取得0.3543的ROUGE-L、0.8986的自然度和0.8595的信息量评分;在OptoMCQA上准确率达96.03%,高于GPT-5.4的90.47%、GPT-4.1的88.10%和DeepSeek-V3的86.11%。消融实验显示,从RAG、问题分解、关键词分支到重排序模块的逐步加入均带来稳定提升,完整系统的选择题准确率达到0.9610。三个案例进一步表明,OptoChat能够给出更符合实验依据的机制解释,在证据不足时主动保留结论,并通过DOI/URL及图示证据增强来源透明度。该工作说明,面向学科知识特征定制RAG流程,是提升科研大模型准确性、严谨性和可信度的一条有效路径。 作者介绍 作者团队来自南京大学集成电路学院、南京南智先进光电集成技术研究院、南京信息工程大学集成电路学院及喆塔科技有限公司。包晓清、王海若、陈思霖和张雅丽为共同第一作者,邹宁睦为通讯作者。   邹宁睦  教授 南京大学 邹宁睦,国家级青年人才,南京大学集成电路学院院长助理、姑苏青年教授、博士生导师,IEEE高级会员。2011年本科毕业于南京大学,后获美国佐治亚理工学院计算机科学硕士学位和康奈尔大学光学工程博士学位。2017年至2023年,先后任美国AMD半导体公司主任工程师、美国德克萨斯州立大学电子工程系客座教授。近年来,邹宁睦博士面向集成电路先进制造与智能系统设计需求,主要从事人工智能驱动的集成电路制造与检测、计算光刻与可制造性设计优化、片上光电集成与光子智能计算,以及光电器件与半导体材料相关交叉技术研究。研究成果已在Science、Nature Electronics、Nature Communications、Advanced...

31 Aug 2026

IOP出版社8月精选文章——Catalysis&Energy Storage

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Catalysis和Energy Storage。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出版社材料领域和工程的最新资讯;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。 材料: 工程: 精选文章 Catalysis JPhys Energy 2026 Roadmap on compositionally complex and high entropy materials for energy applications Albert Tarancón, Miriam Botros, Bhanu P Gangwar, Krishanu Biswas, Simon Divilov, Hagen Eckert, Rico Friedrich, Arrigo Calzolari, Stefano Curtarolo, Alfred Ludwig, Florian Strauss, Torsten Brezesinski, Ben Breitung, Maximilian Fichtner, Ren He, Andreu Cabot, Juliusz Dąbrowa,...

28 Aug 2026

MLEng期刊研究路线图|2026年智能制造中的人工智能与机器学习路线图

The need for microsecond speed machine learning (ML) inference for particle physics experiments has emerged in recent years, in particular for the forthcoming upgrades to the experiments at the Large Hadron Collider at CERN. A community has grown around the need to develop the custom hardware platforms and tools required. The material presented in this...

26 Aug 2026

SSTECH编辑优选:p区金属单原子催化剂电合成过氧化氢的密度泛函理论研究

本篇研究来自西藏藏医药大学吴宗耀、边巴仓决和中国药科大学左四进课题组。过氧化氢(H₂O₂)的绿色电合成是替代传统蒽醌法的重要发展方向,但催化剂活性与选择性之间长期受吸附标度关系制约。本研究基于密度泛函理论(DFT),系统研究了八种p区金属单原子催化剂(P@Nx)的氧还原反应性能,发现N4配位结构能够通过吸附构型变化及金属–氮键弛豫,有效削弱OOH与O吸附能之间的标度关系,实现活性与选择性的协同优化。同时建立了综合描述符φ,为高性能H₂O₂电合成催化剂的理论设计提供了新思路。 文章介绍 Computational insights into H2O2 electrosynthesis over the p-block metal single-atom catalysts Shuhan Qin(秦澍瀚), Yan Di(邸妍), Hao Liang(梁浩), Erzhuo Zhao(赵尔卓), Wei Meng(孟伟), Yinqiao Zhang(张银巧), Zongyao Wu(吴宗耀), Cangjue Bianba(边巴仓决), Sijin Zuo(左四进) and Minghua Zhou(周明华) 通讯作者: 吴宗耀,西藏藏医药大学 边巴仓决,西藏藏医药大学 左四进,中国药科大学   研究背景: 过氧化氢广泛应用于环境修复、化工合成、医疗消毒及漂白等领域。目前工业生产主要依赖蒽醌法,该工艺流程复杂、能耗较高,不符合绿色低碳发展的需求。电催化两电子氧还原反应(2e⁻ ORR)能够以氧气和水为原料,在温和条件下原位制备H₂O₂,被认为是最具发展潜力的绿色制备技术之一。 然而,现有催化剂普遍受到OOH和O吸附能之间固有标度关系的限制:增强OOH吸附虽然有利于提高反应活性,却往往会促进O生成,从而降低H₂O₂选择性。因此,如何突破这一活性—选择性权衡关系,建立催化剂电子结构与催化性能之间的构效关系,是当前电催化H₂O₂研究领域的重要科学问题。   研究内容: 本研究采用第一性原理密度泛函理论(DFT)计算,系统构建了八种p区金属(Al、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Pb和Bi)单原子催化剂模型,对P@N3和P@N4两类配位结构进行了稳定性、电子结构及氧还原反应性能分析,并结合Bader电荷分析、投影态密度(PDOS)、吸附自由能计算及多元线性回归等方法,深入揭示催化机理。 研究发现,相较于P@N3结构,P@N4具有更高的热力学稳定性及电化学稳定性。更重要的是,N4配位能够通过吸附过程中金属–氮键及键角的结构弛豫,部分打破OOH与O吸附自由能之间的传统线性标度关系,使催化剂在保持高活性的同时显著提高两电子氧还原反应选择性,实现活性与选择性的协同优化。 进一步地,作者结合电子结构参数、Bader电荷、价电子数、p带中心、电子转移量等多个关键因素,建立了新的综合描述符φ,其对*OOH吸附自由能具有优异预测能力(R²=0.89),能够定量揭示不同材料参数对催化性能的贡献,并可用于快速筛选高性能单原子催化剂。 最后,以Bi@N4为代表,通过电子结构调控进一步验证了该理论设计策略能够有效优化H₂O₂电合成性能。该研究不仅深化了对p区单原子催化剂两电子氧还原反应机理的理解,也为绿色高效H₂O₂电合成催化剂的理性设计提供了新的理论框架和设计方法。 作者介绍 左四进  副研究员 中国药科大学 左四进,中国药科大学副研究员、博士生导师,新加坡国立大学博士后,主持国家自然科学基金青年基金,江苏省青年科技人才托举工程等项目。长期从事环境电化学、单原子催化、电催化过氧化氢合成及高级氧化技术研究,在Nature Communications、Angewandte Chemie...

24 Aug 2026

Journal of Optics期刊创刊25周年专刊发布

Journal of Optics期刊于2024年出版第25卷之际推出了这一专刊合集,旨在庆祝期刊以现有形式出版25周年。目前,该合集已汇聚来自全球光学领域研究人员的20余篇文章。 Journal of Optics拥有悠久而丰富的历史,其发展历程最早可以追溯至1912年。1999年,期刊与Pure and Applied Optics: Journal of the European Optical Society Part A合并,并以现有形式延续至今。作为IOP出版社旗下期刊,Journal of Optics一直致力于服务全球光学领域科研社群。 本专刊合集汇集了期刊编委会成员、长期支持期刊的作者以及领域内重要学者的研究成果,涵盖观点文章、综述、教程和原创研究等多种文章类型。欢迎您阅读下载! 文章精选 Editorial A perspective on 25 years of advances as reported in the Journal of Optics Andrew Forbes et al 2025 J. Opt. 27 060202   Perspective The rise of intelligent adaptive metasurfaces Chao Qian and Hongsheng Chen 2025 J. Opt.27 012501  ...

21 Aug 2026

Environmental Research Series期刊亮点文章——ERL&ERH&ERFS&EREN

本期精选文章来自 Environmental Research Letters (ERL)、Environmental Research: Health (ERH)、Environmental Research: Food Systems (ERFS) 与 Environmental Research: Energy (EREN),聚焦数据中心与加密货币挖矿扩张带来的能源与碳排放影响、高温对不同年龄人群宜居性的威胁、饮食蛋白质来源转型,以及美国居民供暖能源结构等热点话题。 >>点击此处链接 ,订阅环境领域最新资讯。 精选文章 Power system costs and emissions from data center and cryptocurrency mining expansion in the United States Jeremiah X Johnson, Cameron Wade, Michael Blackhurst, Joseph F DeCarolis, Anderson R de Queiroz, I Daniel Posen and Paulina Jaramillo This study examines...

18 Aug 2026

ROPP编辑优选:实验和理论揭示Jahn–Teller效应如何驱动晶格负热膨胀

本篇研究来自郑州大学高其龙课题组。本研究围绕负热膨胀(Negative Thermal Expansion,NTE)驱动机制这一关键科学问题,综合运用中子粉末衍射、同步辐射X射线衍射、变温变压拉曼光谱及第一性原理计算等多尺度实验与理论方法,系统研究了典型各向异性NTE氧化物的热膨胀行为及其微观起源,发现了Jahn–Teller效应驱动负热膨胀的新机制。不同于传统研究主要从低频声子振动、刚性单元转动等晶格动力学机制,或电子结构变化等单一角度解释NTE行为,本研究阐明了Jahn–Teller效应驱动Cu原子反偏心位移诱导晶格收缩的微观机制,揭示了电子结构演化、电子-声子耦合与局域结构演化之间的内在关联,建立了电子-晶格相互作用调控热膨胀行为的物理图像,深化了对复杂氧化物负热膨胀驱动机制的认识,为可控热膨胀功能材料设计提供了新的理论指导。 文章介绍 Jahn–Teller Distortions induced Strong Negative Thermal Expansion in α-Cu2V2O7 Xiangkai Hao(郝向凯), Shibo Zhao(赵世博), Qilong Gao(高其龙), Yongqiang Qiao(乔永强), Andrea Sanson, Kittiwit Matan, Ganatee Gitgeatpong, Qiang Sun(孙强), Juan Guo(郭娟), Feng Jin(金峰), Lunhua He(何伦华), Shogo Kawaguchi, Erjun Liang(梁二军) and Jun Chen(陈骏) 通讯作者: 高其龙,郑州大学,物理学院,材料物理教育部重点实验室,郑州,450001   研究背景: 负热膨胀是材料科学中的一种反常热响应现象。由于能够有效补偿常规材料的热膨胀、提升器件的尺寸稳定性,负热膨胀材料在精密制造、光电子器件、集成电路封装、航空航天等领域具有广阔的应用前景,然而其驱动机制一直是科学研究的难点与热点。长期以来,负热膨胀行为多归因于低频声子振动、刚性单元转动等晶格动力学机制,或电子结构变化等单一因素,并据此解释了部分材料的负热膨胀行为。然对于具有复杂晶体结构和电子态特征的材料体系,电子结构、晶格振动之间往往存在显著耦合,传统基于单一机制的理论难以全面揭示此类材料负热膨胀的微观起源,电子-晶格耦合作用在负热膨胀行为中的作用及其调控规律仍缺乏认识。基于此,本研究从电子结构演化与晶格响应协同作用的角度切入,综合中子粉末衍射、同步辐射X射线衍射、变温变压拉曼光谱及第一性原理计算等多尺度实验与理论方法,旨在揭示电子结构演化、电子-声子耦合与局域结构演化之间的内在联系,构建电子-晶格协同调控负热膨胀的新物理图像,为深化负热膨胀驱动机制的理论认识和指导新型热膨胀功能材料设计提供新的科学依据。   研究内容: 本研究以典型各向异性负热膨胀氧化物α-Cu2V2O7为模型体系,围绕其负热膨胀行为的驱动机制开展系统研究。综合运用中子粉末衍射、同步辐射X射线衍射、变温变压拉曼光谱等先进实验表征手段,结合第一性原理计算,对材料在5–800 K范围内的晶体结构演化、晶格动力学及电子结构演化进行系统分析,旨在揭示电子结构演化与晶格响应之间的内在关联,阐明复杂氧化物负热膨胀形成的微观物理机制。 本研究系统揭示了α-Cu2V2O7宽温区热膨胀行为及其各向异性特征(图1)。结果表明,该材料在5–35 K表现出近零热膨胀特性,在35–550 K表现出显著负热膨胀,而在550–800 K转变为正热膨胀(图1c)。不同晶轴之间热响应的竞争性变化共同决定了材料宏观热膨胀行为(图1d)。...

17 Aug 2026

SUST研究路线图|超导技术推动交通系统电气化路线图

Superconductivity was discovered more than a century ago, and it has achieved full commercialization for MRI and NMR applications. Superconducting technology has got on spotlight recent years for transportation, power network, and fusion energy, due to the significant advantages offered against its counterpart technologies, including lighter weight, compacter size, lower losses, higher efficiency, and higher...

13 Aug 2026

JPhys Energy&MLST联合特刊精选|聚焦于在能源应用的实验材料科学中弥合机器学习理论与实践之间的差距

特刊详情 客座编辑 Prashun Gorai,美国伦斯勒理工学院 Qian Yang,美国康涅狄格大学 Victor Fung,美国佐治亚理工学院   主题范围 Bridging the gap between experimental and theoretical materials science for energy applications is a longstanding problem in the field. Recent advances in machine learning (ML) have provided many potential solutions to solving this problem, but the application of ML-based approaches has also revealed new challenges...