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High electrical conductivity is desired in MXene films for applications such as electromagnetic interference shielding, antennas, and electrodes for electrochemical energy storage and conversion applications. Due to the acid etching-based synthesis method, it is challenging to deconvolute the relative importance that factors such as chemical composition and flake size contribute to resistivity. To understand the...

近日，我们采访了Great Mysteries in Astrophysics一书的作者Nicole M Lloyd-Ronning。点击下方视频，让我们一起看看她在IOP出版社的出版经历吧。 作者介绍 Nicole Lloyd-Ronning is an astrophysicist in Northern New Mexico who studies all aspects of the physics behind the deaths of massive stars, the black hole–accretion disk systems they leave behind, the relativistic jets they launch, and the role these events play in global star formation throughout the history...

With increasing demands of high-performance and functionality, electronics devices generate a great amount of heat. Thus, efficient heat dissipation is crucially needed. Owing to its extremely good thermal conductivity, graphene is an interesting candidate for this purpose. In this paper, a two-step temperature-annealing process to fabricate ultrahigh thermal conductive graphene assembled films (GFs) is proposed....

Quantum technologies are poised to move the foundational principles of quantum physics to the forefront of applications. This roadmap identifies some of the key challenges and provides insights on material innovations underlying a range of exciting quantum technology frontiers. Over the past decades, hardware platforms enabling different quantum technologies have reached varying levels of maturity....

本篇研究来自东南大学毫米波全国重点实验室崔铁军和张婧婧课题组。本文回顾了有源人工表面等离激元器件与系统的最新进展，介绍了集成变容二极管、有源芯片、石墨烯等不同方法构建的有源人工等离激元器件的理论分析及设计方法，并回顾了近年来有源人工表面等离激元在构造可重构滤波器、高分辨率生物传感器、衰减器、功分器、漏波天线、可编程与多功能器件、非线性器件以及数字调制器等方面的应用。 文章介绍 Active spoof plasmonics: from design to applications Yi Ren（任意）, Jingjing Zhang（张婧婧）, Xinxin Gao（高欣欣）, Xin Zheng（郑馨）, Xinyu Liu（刘心语） and Tie Jun Cu（崔铁军） 通讯作者： 张婧婧，东南大学毫米波全国重点实验室 崔铁军，东南大学毫米波全国重点实验室   本文回顾了有源人工表面等离激元器件与系统的最新进展，介绍了集成变容二极管、有源芯片、石墨烯等不同方法构建的有源人工等离激元器件的理论分析及设计方法，并回顾了近年来有源人工表面等离激元在构造可重构滤波器、高分辨率生物传感器、衰减器、功分器、漏波天线、可编程与多功能器件、非线性器件以及数字调制器等方面的应用。 有源人工表面等离激元的研究有望在发挥人工表面等离激元器件小型化、集成化优势的基础上，为实现现代的通信系统中多频率、多模式，以及实时调控的需求提供新的思路。目前，得益于成熟的印刷电路板技术，有源等离激元器件在微波频段的应用已得到了广泛的验证。如何在毫米波及太赫兹频段实现片上集成的有源人工表面等离激元器件将是未来值得探索的方向。   研究背景： 人工表面等离激元基于超材料的原理，通过在金属表面上合理构造亚波长的人工周期结构，在微波及太赫兹波段模拟出光波段表面的色散特性等物理特征，从而使表面等离激元器件的紧凑型、亚波长尺度的局部场增强效应等优良特性得以在低频段实现。由于人工表面等离激元的色散特性可以通过调节单元结构的特征尺寸来灵活调控，这就为器件的设计带来了更大的灵活性。2013年，崔铁军院士课题组及其合作者于提出了超薄可共形人工表面等离激元结构。这种结构能够使电磁场在两个正交方向呈现高度束缚的状态，可以在宽带的范围内以很低的损耗在弯曲的传播方向上传输人工表面等离激元模式。该研究有望为高度集成化的通信系统中的临间串扰和信号完整性问题提供解决方案，为人工表面等离激元在集成电路及通信系统中的应用铺平了道路。目前，支持人工表面等离激元信号传输并能对其进行动态调控的有源器件、可重构器件和非线性器件已成为表面等离激元超材料领域的主要研究方向之一。 作者介绍 张婧婧  教授 东南大学 张婧婧，东南大学信息科学与工程学院青年首席教授，国家级高层次青年人才。分别于2004及2009年在浙江大学取得学士及博士学位。博士毕业后先后在丹麦科技大学、英国伦敦国王学院、新加坡南洋理工大学从事科研及教学工作。主要从事电磁超材料、表面等离激元等方向的研究。曾获得丹麦杰出青年学者奖、牛顿国际学者奖、奥斯特奖等。   崔铁军  教授 东南大学 崔铁军，中国科学院院士，东南大学首席教授，IEEE Fellow，长期从事电磁超材料和计算电磁学研究。1993年获西安电子科技大学博士学位，1995-2002年先后任职德国洪堡学者、美国UIUC博士后和研究科学家。2001年受聘东南大学长江学者特聘教授；2002年获得国家杰出青年科学基金。2014年创建信息超材料新体系。发表学术论文600余篇，被引用53000余次、H因子116。研究成果入选2010年中国科学十大进展、2016年中国光学重要成果、2021年度中国高等学校十大科技进展；获2011年教育部自然科学一等奖、2014年国家自然科学二等奖、2018年国家自然科学二等奖。 期刊介绍 Journal of Physics: Condensed Matter 2021年影响因子：2.745  Citescore: 4.3 Journal of Physics: Condensed Matter (JPCM)为读者提供凝聚态物理、软物质、纳米科学和生物物理各领域的最新研究成果。JPCM发表实验/理论分析和模拟研究，读者可以获取涉及下列领域的专题综述、快报和特刊：表面、界面和原子尺度的科学，液体、软物质和生物物理，纳米材料和纳米电子，固体结构的晶格动力，电子结构，超导体和金属、半导体，电介质和铁电，以及磁学与磁性材料。

Transition metal carbides or nitrides, collectively known as MXenes, are burgeoning two-dimensional materials for energy conversion and storage. The surface chemistry of MXenes could be specially tuned by the modified surface terminations, which directly influences their physicochemical properties. However, the in-depth study and understanding of the specific microstructure and the influence on the electrochemical performance...

本篇研究来自中国科学院电工研究所邵涛课题组。本文建立的数值模型与真实的等离子体催化反应器较为接近，并数值模拟研究得到纳秒脉冲DBD等离子体催化重整甲烷-二氧化碳中关键的气相和表面粒子以及高值化学品的反应路径，为进一步研究等离子体催化甲烷干重整的复杂机理与特性提供数值模型和理论依据。 文章介绍 Numerical modeling and mechanism investigation of nanosecond-pulsed DBD plasma-catalytic CH4 dry reforming Jie Pan（潘杰）, Tong Chen（陈童）, Yuan Gao（高远）, Yun Liu（刘芸）, Shuai Zhang（张帅）, Yadi Liu（刘亚迪） and Tao Shao（邵涛） 通讯作者： 邵涛，中国科学院电工研究所   本文针对图1所示的纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整反应器，将泡沫镍催化剂表面反应嵌入ZDPlaskin求解器，构成等离子体催化重整甲烷-二氧化碳的气相-表面耦合动力学模型，使用图2所示的实验装置得到图3所示的气隙电压并将气隙电压转换为数值模拟中的约化电场强度，建立与实验结果契合的快速零维模型，数值模拟研究纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整的机理与特性，得到重要气相和表面粒子密度的时间演化以及图4所示的电子能量损失分布和图5所示的气相-表面反应路径。 研究结果表明，C2O4+和CH4+、H和O、CH4(v13)为纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整中的高密度离子、自由基、振动激发态粒子，涉及CH4和CO2的反应分别消耗总电子能量的19.7%和80.3%，表面反应产生大量的吸附粒子CH3(s)、H(s)、CO(s)、O(s)，甲醛和甲醇主要由甲基与氧自由基和羟基间的反应产生。 本文建立的数值模型与真实的等离子体催化反应器较为接近，并数值模拟研究得到纳秒脉冲DBD等离子体催化重整甲烷-二氧化碳中关键的气相和表面粒子以及高值化学品的反应路径，为进一步研究等离子体催化甲烷干重整的复杂机理与特性提供数值模型和理论依据。 图1 纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整反应器示意图   图2 纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整实验装置示意图   图3 纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整的气隙电压和约化电场强度   图4 纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整的电子能量损失分布   图5 纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整的反应路径图 研究背景： 等离子体催化是利用等离子体与催化剂的相互作用和协同效应，提高能源转化效率的新兴科技。纳秒脉冲DBD是产生高稳定性和强化学活性的非平衡等离子体的理想途径。本研究对碳基能源转化中典型的甲烷-二氧化碳混合气体，建立纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整的气相-表面耦合动力学模型并依据实验结果设置数值模拟参数，呈现重要气相和表面粒子密度的时间演化与反应路径，解析微观等离子体催化机理及宏观等离子体催化效果。本研究对理解多物理场、等离子体动力学和催化动力学耦合形成的等离子体催化机理，提高纳秒脉冲DBD等离子体催化甲烷干重整的气体转化率和高值化学品产率与选择性，助力实现碳达峰与碳中和有理论价值和实践意义。 作者介绍 邵涛  研究员 中国科学院电工研究所 邵涛，中国科学院电工研究所研究员，博士生导师，研究方向为高电压放电和等离子体技术应用，担任中国科学院大学岗位教授、中国电工技术学会等离子体及应用专业委员会主任委员、等离子体科学和能源转化北京市国际合作基地主任，国家杰出青年科学基金获得者、 IEEE-IPMHVC William Dunbar奖获得者、英国皇家学会牛顿高级学者。 期刊介绍 Journal of...

本篇研究来自北京理工大学曹茂盛课题组。本研究通过原位聚合与静电自组装策略，构建了MXene-PANI@MWCNTs三元异质结，实现多组分间的协同增强效应，取得了414 F·g-1质量比电容，并采用真空辅助自组装，制备了柔性自支撑薄膜，开发了基于自支撑薄膜电极的高效微型超级电容器。 文章介绍 Constructing MXene-PANI@MWCNTs heterojunction with high specific capacitance towards flexible micro-supercapacitorQiangqiang Wang（王强强）, Yongsheng Fang（方永盛） and Maosheng Cao（曹茂盛） 通讯作者： 曹茂盛，北京理工大学   北京理工大学曹茂盛课题组开发了一种基于二维MXene（Ti3C2Tx）的新型超级电容器电极材料，并构建了高效的柔性微型超级电容器。该研究通过在碳纳米管表面原位聚合苯胺，随后由静电作用与MXene纳米片组装，构成MXene-PANI@MWCNTs三元异质结。 图1 MXene-PANI@MWCNTs异质结的制备过程示意图 由于MXene、碳纳米管以及聚苯胺之间的协同增强效应，在1 A·g-1的电流密度下获得了414 F·g-1的比电容。同时，该异质结在大电流密度下（10 A·g-1）仍能保持86.7%的电容。除此之外还表现出优异的稳定性，经历10000次循环，电容保持率可达90.4%。 图2 MXene、PANI@MWCNTs和MXene-PANI@MWCNTs异质结电化学特性 电化学动力学分析发现，性能的提升主要源于异质结中高效的表面电容贡献，在高扫速下，表面电容贡献达76%。异质结有效抑制了MXene纳米片的自堆叠，构建了高效的离子传输通道，充分发挥了其电化学活性。 图3 MXene-PANI@MWCNTs异质结的电化学动力学分析 通过真空辅助抽滤，将MXene-PANI@MWCNTs组装成自支撑薄膜。采用简单的机械切割法，将薄膜图案化成叉指状电极，制作了柔性微型超级电容器。该器件在0.1 mA·cm−2的电流密度下实现了30.2 mF·cm−2的面电容并且在严苛的弯曲下保持了稳定的电化学特性。该工作为开发新型电极材料和构建高效储能器件提供了重要参考。 图4 柔性微型超级电容器的电化学特性 研究背景： 物联网、人工智能和可穿戴设备的快速发展促进了对微型化柔性电子产品的开发，而这些电子产品离不开微型储能器件的支持。具有平面状电极的微型超级电容器由于器件厚度较低，具有良好的灵活性，易于和可穿戴设备集成，被认为是很有前景的能源供应器件。然而，一个棘手的挑战是在获得良好的灵活性的同时，很难保持高的电荷存储容量。电极作为重要组成部分，对微型超级电容器的性能起着至关重要的作用。设计综合性能优异的新型电极材料是提高微型超级电容器性能的重要途径。 作者介绍 曹茂盛  教授 北京理工大学 北京理工大学曹茂盛教授团队长期关注低维材料的电磁屏蔽和吸波特性、超级电容器和锂离子电池电极材料及电催化研究。在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Adv. Optical Mater., Carbon, Appl. Phys. Lett. 等高影响力学术期刊发表SCI论文300多篇，H指数83，总被引26,000多次，其中ESI高被引论文40多篇次，ESI热点论文10多篇次。曹茂盛教授荣获“IOP...

2023年国际妇女节的主题是Embrace Equity（拥抱公平）。IOP出版社也一直致力于推动学术出版过程中的公平竞争。2021年底，IOP出版社所有期刊都已转成双向匿名同行评审，尽可能地减少性别、种族、原籍国或从属关系方面所带来的偏见，从而形成一个更公平的体系。 本期特刊及文章精选汇总了IOP出版社近期推出的女性视角特刊及研究路线图，欢迎大家阅读和下载。 特刊及文章精选 JPhys Materials特刊精选|聚焦女性学者在量子材料中的研究 Focus on Women’s Perspectives in Quantum Materials 客座编辑： Leni Bascones，西班牙马德里材料科学研究所 Hae-Young Kee, 加拿大多伦多大学 Maia Vergniory, 德国马克斯普朗克固体化学物理研究所   JPhys Materials研究路线图|促进女性健康的生物材料 Roadmap on biomaterials for women’s health 文章作者： Kaitlin Fogg, Ning-Hsuan Tseng, Shelly R Peyton, Pieper Holeman, Shannon Mc Loughlin, John P Fisher, Allison Sutton, Ariella Shikanov, Juan S Gnecco, Katrina M Knight, Emily M Slaby, Jessica D Weaver, Nicole N Hashemi, Yali Zhang, Michael D House, Brandon...

Given the central role of People’s Republic of China (PRC) in the global climate crisis, discussion and analysis of Chinese actions and pledges on decarbonization abound. However, less examined are the popular ‘demand’ side of climate change politics inside of China. Our article explores a new set of data to gauge public discourse in China...

本篇研究来自中国科学院半导体研究所王晓东课题组。本研究的主要目的是模拟优化悬空梁及纳米带的结构和尺寸等，并进行实验验证。论文的结果可为MEMS悬空纳米热电器件的制备提供有益参考。 文章介绍   Optimization and Fabrication of MEMS suspended structures for nanoscale thermoelectric devices Lei Wei（魏磊）, Jiangtao Wei（魏江涛）, Xuebao Kuai（蒯学宝）, Zhiwei You（尤志伟）, Mingliang Zhang（张明亮）, Wen Liu（刘雯）, Fuhua Yang（杨富华） and Xiaodong Wang（王晓东） 通讯作者： 王晓东，中国科学院半导体研究所   1. 研究内容 MEMS悬空纳米器件如图1所示，主要由两个悬空的SiNx岛组成。每个岛通过六根SiNx梁与衬底相连，而中间的硅纳米材料将两个岛连接起来。在每个岛上，都制作了Pt加热器和温度传感器。 尽管在该结构中，接触热阻被大大降低，但由于硅纳米带将两个岛连接起来，使得梁、悬空岛和纳米带容易因严重的相互干扰应力而断裂。本文主要研究了悬空结构的应力分布情况，分别对硅纳米带、悬空梁的尺寸与结构以及不同层的厚度等进行了优化；利用低压化学气相沉积、干法刻蚀等半导体工艺制备了几种结构的器件进行了实验验证。   图1. MEMS悬空器件示意图 2.实验结果 通过对器件结构的有限元模拟，得到了梁的角度、硅厚度、硅微带长度和宽度等尺寸对MEMS悬空器件应力分布的影响（图2）。经过优化，中间硅纳米材料的最大应力和平均应力分别降低了90.89%和92.35%，有利于成品率的提高。成功制备了不同结构的硅悬空纳米热电器件，验证了模拟结果（图 3）。这些结果对于进一步研究热电悬空器件，特别是精确测量纳米尺度热电材料的性能将大有帮助。 图 2. 悬空结构的应力分布图 图 3. 实验制备的悬空器件   研究背景： 通过消除衬底对寄生热阻的影响，MEMS悬空结构可用于精确评价纳米材料的热电性能。然而，该类器件工艺复杂，其多层悬空结构容易因应力过大而断裂。因此，优化悬空结构的设计对于降低制备复杂性和提高成品率至关重要。本研究的主要目的是模拟优化悬空梁及纳米带的结构和尺寸等，并进行实验验证。论文的结果可为MEMS悬空纳米热电器件的制备提供有益参考。 期刊介绍 Nanotechnology 2021年影响因子：3.953  Citescore：6.2 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。

Search for Gravitational Lensing Signatures in LIGO-Virgo Binary Black Hole Events这一文章于2019年发表于IOP出版社旗下期刊The Astrophysical Journal Letters（ApJL）上，并在2022年获得了IOP出版社“中国高被引文章奖”。近日，我们通过视频采访了这篇文章的作者O. A. Hannuksela, K. Haris, K. K. Y. Ng, S. Kumar, A. K. Mehta, D. Keitel, T. G. F. Li和P. Ajith，让我们一起看看他们对本篇研究以及领域发展的见解吧。   点击收看采访视频↓  期刊介绍 The Astrophysical Journal Letters 2021年影响因子：8.811  Citescore：13.8 The Astrophysical Journal Letters（ApJL）由美国天文学学会(AAS)和IOP出版社合作出版。ApJL是一个开放获取的期刊，主要用于快速发表天文学的重大进展。