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我们很高兴与您分享Materials Futures(MF)期刊涵盖的材料科学与技术领域的原创研究、观点和综述文章，其中包括： 高质量合金：深入了解含氧NbTiZr合金，这种合金具有细化的晶粒结构和优异的机械性能，适用于工程应用。 4D打印设备：探索可动态定制的形状记忆聚合物设备，它们能够根据需求进行调整。 环保创新：发现受植物启发的表面和界面设计，助力实现更绿色的未来。   以及更多精彩内容！   看到这些研究是否深受启发？以下是选择在我们期刊发表论文的理由： 卓越质量：所有提交的文章都将经过严格的同行评审，以确保学术水准。 扩大影响力：去年，我们的首个影响因子达到了12，这意味着您的研究将与在学术界产生重大影响的文章在同一期刊发表。 免费开放获取，全球共享：在Materials Futures发表文章意味着您的研究能够更广泛传播，从而对学术社群产生更大影响。 无需支付出版费用：文章发表费用由松山湖材料实验室全额资助，让您的研究成果被更多人发现，而无需额外负担。 高效出版流程：IOP出版社致力于为您提供快速、专业的出版服务，确保论文能够迅速获得初步决定、接受并发表。一旦接收，您的文章将在24小时内上线，供全球学者阅读和引用。 简便投稿：您可以以任意格式提交论文，我们将负责后续的排版与设计。当然，您也可以选择使用我们提供的Word、TeX和Endnote模板进行投稿。 特刊文章 Topical Reviews Structural Materials Evading the intermediate temperature brittleness of a precipitation-strengthened CoNiCr alloy by grain boundary engineering Zhouqing Zhang, Qingqing Ding, Yanfei Gao, Xiao Wei, Ze Zhang and Hongbin Bei   Three-dimensional disordered alloy metamaterials: a new platform of structure-function integration Xinxin Li, Liqiang...

This illustration is taken from the open access article showing Figure 6. Noise reducing strategies in free-space QKD. Sunlight intensity at 1550 nm is around five times weaker than it is at 800 nm. Reproduced from [57], with permission from Springer Nature. Quantum key distribution (QKD) is a swiftly advancing field with the great potential...

本篇研究来自重庆大学现代物理中心周焕强课题组。本文针对呈现B类Goldstone模的对称性自发破缺的量子多体系统，本工作通过研究其纠缠熵的标度行为，发现热力学极限下基态纠缠熵呈对数发散，且其系数为Goldstone模数的一半。此外，通过呈现自相似性的一组正交基，揭示了基态子空间存在内蕴的抽象分形，其分形维数为B类Goldstone模数。因此，Polyakov关于标度不变性意味着共形不变性的推测是不成立的。 文章介绍 Fractal dimension and the counting rule of the Goldstone modes Qian-Qian Shi（史倩倩）, Yan-Wei Dai（代艳伟）, Huan-Qiang Zhou（周焕强） and Ian P McCulloch 通讯作者： 周焕强，重庆大学现代物理中心   研究背景： 对称性自发破缺是物理学中极为重要的基本概念。对于连续对称群自发破缺，会涌现无能隙的Goldstone模。对于相对论性系统，无能隙Goldstone模数与破缺生成元数相同。对于非相对论性系统，无能隙Goldstone模数与破缺生成元数之间的关系极为微妙。特别是，量子自旋1/2 Heisenberg铁磁模型是否应该由连续对称性自发破缺描述的问题，曾在Anderson 和Peierls之间引发争议。基于Nambu富有洞察力的观察，Watanabe 等人将Goldstone模分为A类和B类，给出了Goldstone模的合适分类。 本工作通过研究呈现B类Goldstone模的量子多体模型纠缠熵的标度行为，包括量子自旋s Heisenberg铁磁模型, 量子SU(N+1)铁磁模型和量子自旋1各向异性铁磁模型（其对应的B类Goldstone 模数分别为1, N和1)，揭示其基态子空间内蕴的抽象分形，并证明其分形维数等于B类Goldstone模数。   研究内容： 本工作针对呈现B类Goldstone模的量子多体系统，研究了其纠缠熵的标度行为。首先，通过标度不变性论证了纠缠熵呈现对数标度行为。随后，针对量子自旋s Heisenberg铁磁模型, 量子SU(N+1)铁磁模型和量子自旋1各向异性铁磁模型基态子空间的一组正交基，证明存在严格的Schmidt分解，且子系统的正交基与系统的正交基彼此相似，因此呈现实空间自相似性 – 分形必须具备的本质属性，因而揭示基态子空间内蕴的抽象分形。严格的计算表明，在热力学极限下，这些正交基的纠缠熵呈现对数发散。同时，与量子自旋1/2 Heisenberg 铁磁模型纠缠熵的严格结果结合，确定其对数标度关系对数项前的系数为Goldstone模数的一半。 结合Doyon 等人基于场论研究量子自旋1/2 Heisenberg铁磁模型纠缠熵的有关结果，我们发现，对于基态子空间的一组正交基，分形维数与B类Goldstone模数等同。 对于所列三个具体模型，本工作开展了大量的数值计算，所获结果支持上述理论分析的结论。 本工作的结果表明，存在不同类型的标度不变量子物态。特别地，与呈现B类Goldstone模的对称性自发破缺相对应的标度不变量子物态不是共形不变的。因此，Polyakov关于标度不变性意味着共形不变性的推测即使对于量子自旋1/2 Heisenberg铁磁模型也是不成立的。这为从量子纠缠的视角区分不同的量子物态提供了新的途径。 作者介绍 周焕强  教授 重庆大学 周焕强，重庆大学现代物理中心教授，长期从事数学物理、理论物理和凝聚态物理等领域的基础理论研究。迄今已在国际性学术刊物发表学术论文100多篇。近年来, 主要研究兴趣涉及强关联系统、量子临界现象和量子多体问题。 期刊介绍 Journal...

特刊详情 客座编辑 Theodore G. Shepherd，英国雷丁大学、德国尤里希研究中心 Kendra Gotangco Gonzales，菲律宾马尼拉雅典耀大学、澳大利亚国立大学 Masilin Gudoshava，肯尼亚东非政府间发展组织气候预测与应用中心（IGAD） Jennifer V. Lukovich，加拿大曼尼托巴大学 Anna Sörensson，阿根廷布宜诺斯艾利斯大学、阿根廷国家科学技术研究理事会 Chi Huyen Truong，尼泊尔国际山地综合开发中心   主题范围   Children from the primary school No 186 in Ciudad Evita, La Matanza, Argentina, installing a rain gauge to improve the communitary local flood alert. Copyright: Anticipando la Crecida http://anticipandolacrecida.cima.fcen.uba.ar/   Climate actions and solutions at...

A series of illustrations taken from the open access article showing Figure 1. Comparison between conventional-gain-based and dispersive-gain-based wireless power transfer schemes as the coupling coefficient k varies. (a) Conventional saturation-gain and dispersion-gain schemes. (b), (c) Comparison of (b) devices’ gain and (c) steady-state required gain spectrum. Circuit diagrams of the coupled resonator system using...

特刊详情 客座编辑 缪峰  教授 南京大学 缪峰，南京大学物理学院教授、博士生导师，南京大学类脑智能科技研究中心主任，国家杰出青年科学基金获得者，“科学探索奖”获得者，中国物理学会“黄昆物理奖”获得者，国家“高层次人才特殊支持计划”科技创新领军人才入选者，科技部中青年科技创新领军人才入选者，科技部国家重大科学研究计划（青年）项目首席科学家，国家“海外高层次青年人才计划”入选者，江苏省“十大青年科技之星”（暨江苏省青年科技奖）入选者，科睿唯安(Clarivate Analytics)全球“高被引科学家”，爱思唯尔“中国高被引学者”。主要从事二维材料电学性质的基础研究，以及二维材料在信息器件领域的应用研究。具体研究方向包括：二维材料的量子电子输运与物性调控，场效应电子器件，光电探测器，存储器与类脑计算器件等。在二维材料电子输运与信息器件领域取得了一系列创新成果，多项工作在国际同行中产生重要影响。作为第一作者或通讯作者在Science、Nature、Nature/Science子刊（19篇）、Phys. Rev. Lett.等国际权威学术期刊上发表论文，共发表SCI论文150余篇，Web of Science总引用30000余次，Google scholar总引用41000余次；已获授权/申请美国与中国发明专利>40项。目前担任Nature旗下期刊Scientific Reports和npj 2D Materials and Applications编委，IEEE电子器件学会神经形态计算技术专业委员会委员，中国神经科学学会类脑智能分会委员会委员，还担任Nature、Science、Nature Physics、Nature Nanotechnology、Nature Materials、Nature Electronics、Nature Photonics、Nature Synthesis、Nature Comm.、Science Advances、Phys. Rev. Lett.等学术期刊的审稿人。   梁世军  教授 南京大学 南京大梁世军，南京大学物理学院教授、博士生导师、南京大学类脑智能科技研究中心副主任, 国家优秀青年科学基金获得者，2017年获得新加坡科技设计大学博士学位，随后加入南京大学，分别担任副研究员、副教授和教授至今。研究兴趣包括AI for materials science, 二维材料物态调控、智能半导体、半导体智能制造、智能物理学、类脑智能计算、物理计算等。取得了若干创新研究成果，包括：提出了“片上材料合成实验室”材料制备新范式，打破了传统材料制备与器件应用之间的壁垒；提出了可重构二维电子器件新设计思路，大幅节省了构建类脑计算电路所需硬件资源；研制了包括可重构图像处理、宽光谱卷积处理、视觉运动感知机等在内的多功能类视网膜器件，为智能机器视觉的发展提供了新技术思路；开发了包括感内动态计算、大规模并行类脑计算、并行存内无线计算等在内的多种高能效智能计算架构。截至目前，作为第一/通讯作者在Nature Materials (1篇)、Nature Nanotechnology (2篇)、Nature Electronics (5篇)、Physical Review Letters (1篇)、Science Advances (3篇)、Nature Communications(2篇)、Advanced Materials、IEDM等国际主流学术期刊和电子器件领域顶级会议上发表80余篇学术论文。研究成果入选“2022年度中国半导体十大研究进展”,被包括Nature Electronics/Materials “News & Views”栏目、Semiconductor Today等专题报道。担任包括CPL、半导体学报、极端制造等在内的多个期刊青年编委，以及APL electronic device的国际青年编委等。   HeeJun Yang...

本篇研究来自华中科技大学罗小兵和谢斌课题组。本综述系统梳理了近年来无机配体在量子点及量子点发光二极管中的研究进展，总结了无机配体在提升量子点光电性能方面的关键作用和最新成果。文章重点分析了不同类型无机配体（如金属硫化物、氧化物和卤化物）在量子点合成、功能化及稳定性调控中的作用机理，并探讨了它们在实际应用中的优缺点及未来发展方向。 文章介绍 Inorganic ligand capped quantum dot light-emitting diodes: status and perspective Tianxu Zhang（张天旭）, Xuan Yang, Bin Xie（谢斌） and Xiaobing Luo（罗小兵） 通讯作者： 罗小兵，华中科技大学能源与动力工程学院 谢斌，华中科技大学机械科学与工程学院   研究背景： 量子点（Quantum Dots, QDs）作为一种纳米晶体，因其独特的量子限制效应和表面效应，在发光二极管（LED）、光伏器件和生物成像等领域显示出巨大的应用潜力。然而，其表面有机配体的绝缘特性和较低的电荷传输效率限制了其在高性能器件中的应用，尤其是在量子点发光二极管（QLED）领域。与传统有机配体相比，无机配体因其更高的电子迁移率、更紧凑的结构以及更强的表面钝化能力，是提升QLED性能和实现商业化的重要方向。本研究旨在为量子点表面工程技术的开发提供理论支持，并为突破QLED性能瓶颈提供新的技术路径。   研究内容： 文章分析了溶液相无机配体交换过程，揭示了配体与量子点表面原子的相互作用机理。通过引入短链结构的无机配体，能够显著改善电子迁移率，减少表面缺陷引起的非辐射复合，从而提升量子点的光致发光量子效率及发光稳定性。此外还对当前研究中涉及的多种无机配体进行了分类，涵盖了金属和非金属硫化物、金属和非金属卤化物、含氧阴离子和金属阳离子几种主要类型，详细分析了它们在不同类型量子点中的应用及性能提升效果。 文章进一步总结了无机配体在QLED领域的最新进展，尤其是在提高设备效率和延长使用寿命方面的突破。无机配体的引入有效解决了传统有机配体在QLED应用中的局限性，如长链有机配体引起的电荷传输障碍以及器件工作过程中的稳定性问题。无机配体的使用不仅优化了载流子注入和复合过程，还增强了QLED在实际应用中的色彩一致性和亮度稳定性。 未来研究可集中于开发具有优异电子特性的新型无机配体，如金属氰化物和氟硼酸盐，以进一步优化量子点的电子传输性能和稳定性。此外，通过多配体协同策略进行表面钝化，有望显著提升器件效率和稳定性。针对蓝光QLED因离子迁移导致的效率瓶颈，可借助高化学稳定性的无机配体加以抑制，实现性能突破。同时，无机配体在高分辨率图案化技术开发中展现出显著潜力，对于实现精确控制量子点在QLED器件中的分布和结构具有重要意义。 作者介绍 罗小兵  教授 华中科技大学 罗小兵，华中科技大学教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者， IEEE Fellow，ASME Fellow，国家万人计划科技创新领军人才， 国务院政府特殊津贴获得者，华中科技大学能源与 动力工程学院院长，中欧清洁与可再生能源学院中方院长。研究方向为：电子系统热管理设计及器件。个人先后获得2024湖北省科技进步一等奖，2024中国工程热物理协会技术发明一等奖，2016 IEEE CPMT Exceptional Technical Achievement Award（IEEE 封装协会杰出技术成就奖），2016年国家技术发明二等奖， 2015 年湖北省自然科学一等奖。培养毕业硕士生30人，博士生24人。第一作者或者通讯作者发表 SCI检索论文 195篇，第一发明人授权中国发明专利59项，美国专利5项，第一作者出版中英文专著各 1 部。曾分别担任IEEE封装会刊和ASME电子封装会刊Associate Editor，2019年和2018年2次担任美国ASME...

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Climate Change and Cities, International Year of Quantum和Metamaterials and Metasurfaces。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出版社环境、材料和量子领域的最新资讯；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。 环境： 量子： 材料： 精选文章 Climate Change and Cities Environmental Research: Health Prediction of ambulance transport system collapse under extremely high temperatures induced by climate change Kazutaka Oka, Yasushi Honda and Yasuaki Hijioka   Impact of the urban heat island on heat-related mortality in the Tokyo Metropolitan Area, Japan...

特刊详情 客座编辑 Oliver Meseguer Ruiz，智利塔拉帕卡大学 Pamela Smith Guerra，智利大学 Ana Terra Amorim-Maia，西班牙巴斯克气候变化中心（BC3） Natasha Picone，阿根廷地理、历史和社会科学研究所（阿根廷国家科学研究委员会-布宜诺斯艾利斯大学）   主题范围   Night-time urban heat island in Iquique and Alto Hospicio, Northern Chile, January 2023 (copyright Oliver Meseguer-Ruiz and Pamela Smith Guerra)   Cities change the natural environment and directly impact human life conditions. The effects have become increasingly evident in...

Biofabrication（《生物制造》，BF）是国际生物制造学会的官方期刊，出版涵盖生物制造各个方面的高质量研究，包括生物打印和生物工程等。我们汇总了2024年以来发表在BF期刊最具影响力的文章，希望您喜欢阅读这个文章合集！ 亮点文章 TOPICAL REVIEW | OPEN ACCESS 4D printed shape-shifting biomaterials for tissue engineering and regenerative medicine applications Maria Kalogeropoulou et al 2024 Biofabrication16 022002 Overview of the current developments of the 4D printing technology for tissue engineering and regenerate medicine, with a focus on approaches to achieve temporal changes of the shape of the printed constructs that would...

特刊详情 客座编辑 Colleen Reid，美国科罗拉多大学博尔德分校   主题范围 As wildfire smoke becomes a larger part of the air pollution populations are exposed to, in part because of climate change, there has also been an increase in studies into the health impacts of wildfires. However, as wildfire seasons increase in length, and wildfires are larger and more frequent...

本篇研究来自美国密歇根州立大学陈吉泉课题组。本研究的重点在于建立生态系统功能与社会、经济和体制功能之间的联系；重点关注受水资源限制的亚洲干旱生态系统这一重要区域。 文章介绍 Natural assets, changes, and variations of the socioeconomic-environmental systems along the Asian drylands belt Jiquan Chen（陈吉泉）, Ranjeet John, Venkatesh Kolluru, Elizabeth A Mack, Peilei Fan, Jing Yuan, Zutao Ouyang, Jingyan Chen, Pavel Groisman, Changliang Shao, Amarjargal Amartuvshin and Garik Gutman 通讯作者： 陈吉泉，美国密歇根州立大学   研究背景： 自然资产（或自然资本）是一个国家可持续性发展和稳定的基石。特别是在气候变化下，自然资产在决定社会经济-生态环境系统（SES）生产力和复原力方面发挥着重要作用。突出这一重要性的现实例子就是正在进行的以减少碳排放来阻止全球变暖趋势的努力。一个国家生态系统的碳封存能力在参与国政府间的谈判中也发挥着越来越核心的影响力。且随着全球化的升级、气候的变化、食物、能源和水资源对土地的大量使用、人口的增长、地缘政治冲突和灾难性事件的频发，了解自然资产的时空规模及其变化以及自然资产的主要管控过程成为了一个新的关注点。   研究内容： 自然资产涵盖多种资源，例如气候、土地、水、植被、人口等。而国家资产往往是依据有关资料和特定的时间范围对其进行评定，通常分为三个纬度：总价值（例如整个国家的土地面积）、密度值（例如单位土地面积的平均值）和人均值。在本研究中，我们通过使用1980年至2020年的纵向数据，观察亚洲中纬度干旱地区23个政治实体（PEs）的三个综合性自然资产指标（生态系统水分利用效率（WUE）、人均植被净初级生产力（HANPP）和人均降雨量（HAWR））之间的差异来研究分析其潜在的驱动因素。结果显示人类干预的自然生态系统的 WUE（例如以色列）显著高于平均水平。且因不同的土地覆盖变化率、不一致的气候变化、以及不同程度的人类干预，导致23个PEs 之间的 WUE 和 HANPP 差异显著增大。主导该区域生态系统的两大因子中水分胁迫在影响气候变化方面比温度发挥了更重要的作用。总体而言，这些差异以及环境的变化和与气候变化交织在一起的人为干预的区域驱动因素，其规模和变化部分反映了土地使用的变化、社会经济和体制的变化， 政治不稳定和军事冲突会加速、减缓、中断甚至逆转自然的WUE、HANPP和HAWR趋势。因此在未来，随着国家经济的发展和气候的变化对生态系统功能的影响，持续对水分限制地区自然资产的关注显的尤为重要。 作者介绍 陈吉泉  教授 美国密歇根州立大学 陈吉泉教授任职于美国密歇根州立大学，长期致力于生态系统与景观生态学研究，关注生态系统过程及其对生物物理和人类活动的交互反馈，包括群落生态学到三维树冠结构、森林片断化、边缘效应、河岸带、保护生物学、景观生态学和微气象学。他目前的研究方向是全球气候变化和人类活动对陆地生态系统、全球变化生态学、生物能源和碳/水通量的耦合效应。担任15多家国际、国内主流杂志主编、副主编和编委；2010年至今担任Springer《Landscape Studies》和Gruyter出版社《Ecosystem Science and Applications》2个丛书系列主编。出版专著11部、专刊12部。发表论文600多篇，被引用近50000次，其中10篇为ESI高被引论文。主持项目近百项。美国科学促进会会士、美国生态学会会士、美国地理学会和国际林联学术成就奖得主、中美碳联盟(USCCC)的创始人和首席科学家。 期刊介绍...