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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Energy Storage和Negative/Residual Emissions。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出版社工程、材料及环境能源研究领域的最新资讯；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。 工程： 材料： 环境和能源： 精选文章 Energy Storage Journal of Physics: Condensed Matter Voltage prediction of vanadium redox flow batteries from first principles Scott Brennan and Manuel Smeu   Galvanic stabilization of Zn metals for long-life aqueous batteries Linhua Yuan, Ziying Shi, Yong Wan, Jun Zhang and Xianghong Liu   Black phosphorene/SnSe van der Waals heterostructure as a...

Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics（JPhysB）期刊祝贺Pierre Agostini、Ferenc Krausz和Anne L’Huillier获得2023年诺贝尔物理学奖。这三位科学家对阿秒脉冲的产生和特性进行了开创性的研究，阿秒脉冲是迄今为止在实验室中产生的最短的光脉冲。为庆祝2023年诺贝尔物理学奖，JPhysB期刊将这三位诺贝尔物理学奖获得者及其他许多人的重要研究文章精选成特刊，欢迎读者阅读下载。 特刊文章 Editorial Faster than a speeding bullet—the 2023 Physics Nobel Prize Marc Vrakking 2024 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 57 090201   Papers by the Nobel Laureates Multiphoton ionisation involving multiphoton continuum-continuum transitions P Agostini et al 1981 J. Phys. B: Atom. Mol. Phys. 14 L491   Multiply charged...

本篇研究来自浙江传媒学院梁宏宾。本文提出了一种新的理论方法来生成任意的可解析求解的二能级量子系统。通过结合李代数和演化算符矩阵的直接表示形式，这种新方法提供了一种直接且物理可解释的方法。 文章介绍 Generating arbitrary analytically solvable two-level systems Hongbin Liang（梁宏宾） 通讯作者： 梁宏宾，浙江传媒学院   研究背景： 在量子力学诞生之后不久，人们开始寻找可解析求解的含时二能级量子系统，其中最著名的就是Landau-Zener和Rabi模型。之后有一系列可解析求解的二能级模型被提出来，然后20世纪80年代之后有学者提出了与李代数相关的模型生成方法，也被称为“反转技术”。这种方法有许多的变种，每种模型生成方法相当于用不同的参数化方法来描述模型的哈密顿量。而本文可以视为一种统一的方法，可以用来生成任意的可解析求解的含时二能级量子系统。以前的不同方法可以视为本文方法在某些条件下的特例。而且本文生成的哈密顿量的物理性质是高度可控的，这在量子控制、量子计算和量子信息等领域起着重要作用。   研究内容： 本文提出了一种新的理论方法来生成任意的可解析求解的二能级量子系统。通过结合李代数和演化算符矩阵的直接表示形式，这种新方法提供了一种直接且物理可解释的方法。这种方法有两个主要优点：完备性和物理可解释性。第一个优点是能够生成所有可解析求解的二能级哈密顿量及其演化过程。我们可以通过这个方法来重新生成著名的二能级模型，比如Rosen–Zener模型，也可以生成无数前所未有的新的模型。借助该方法，我们给出了半经典Rabi模型的解析解。第二个优点是三个参数{ϕ，θ，γ}具有直接的物理解释。ϕ 和 θ 代表在Bloch表示中量子态的演化轨迹，使得可以方便地利用设计者期望演化所具有的物理特征来生成哈密顿量。这对量子控制和量子计算具有重要意义。这里提出的方法能够生成所有的可解析求解二能级系统，而先前已有的方法只是该方法的一种特例。从这种意义上来说，本文的参数化方法可以视为所有参数化方法的终结版本。该方法的核心在于建立了可解析求解的哈密顿量与其相对应的演化过程之间的简明联系。这种联系显著增强了我们对量子力学的理解，并为探索量子系统动力学提供了有价值的工具。 期刊介绍 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 2022年影响因子：2.1  Citescore：4 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical（JPhysA）每年出版50期，针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程，并探索这些结构的分析、计算和数值方法。期刊内容涵盖：统计物理；非平衡系统、计算方法和现代平衡理论；混沌和复杂系统；数学物理；量子力学和量子信息理论；场论和弦理论；流体和等离子体理论；生物模型等方面。文章类型包括原创性论文和综述，以及关注于热点研究的专题综述和特刊，提供及时、全面的纵览。

我们汇总了2023年发表在Communications in Theoretical Physics（CTP）期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量和创新性。 感谢所有的作者和审稿人对CTP期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。   为什么选择在CTP期刊发表您的研究文章？ 文章的绝佳之选：CTP期刊展示了广泛的主题范围，欢迎您发表数学物理，量子物理和量子信息，粒子物理和量子场论，核物理，引力理论、天体物理和宇宙学，原子、分子、光学（AMO）和等离子体物理、化学物理，统计物理、软物质和生物物理，凝聚态理论等领域的研究。 高质量研究：我们提供专业、有建设性和公平的同行评审，可以保证您的研究成为该领域最高质量的研究之一。 学会出版社：IOP出版社是一家世界领先的学会出版社，发表物理科学及其他领域的最新和最佳研究。IOP出版社获取的所有利润都将回馈给英国物理学会（IOP），用于支持世界各地的研究、教育和推广。 亮点文章 Analytical and numerical study of chirped optical solitons in a spatially inhomogeneous polynomial law fiber with parity-time symmetry potential Yu Zhong et al 2023 Commun. Theor. Phys. 75 025003   Teleportation of unknown states of a qubit and a single-mode field in strong coupling regime without Bell-state measurement F...

本篇研究来自南京大学邱博、郭维栋课题组。本研究从陆气相互作用的角度加深了对复合高温干旱事件发展和维持机制的理解，揭示了陆气耦合强度对极端复合事件的出现时间、空间分布和强度变化的影响机制，对复合高温干旱事件的早期监测和预警具有重要意义。 文章介绍 Shift of soil moisture-temperature coupling exacerbated 2022 compound hot-dry event in eastern China Yueyang Ni(倪悦洋)，Bo Qiu(邱博)，Xin Miao(缪昕)，Lingfeng Li(李凌峰)，Jiuyi Chen(陈久毅)，Xiaohui Tian(田小卉)，Siwen Zhao(赵思文)，Weidong Guo(郭维栋) 通讯作者： 邱博，南京大学 郭维栋，南京大学   研究背景： 在全球变暖的背景下，复合高温干旱事件频发，对生态系统、人体健康和社会经济造成了严重影响。2022年夏季，中国长江流域遭遇了自1961年以来强度最大、持续时间最长的复合高温干旱事件。在本次极端事件影响最为严重的8月，约3.6亿人暴露在超过40℃的高温之下， 6090.2千公顷农作物受灾，造成直接经济损失512.8亿元，同时出现的高温和干旱还引发了大面积的森林火灾（https://www.mem.gov.cn/xw/yjglbgzdt/202301/t20230113_440478.shtml）。目前已经有很多的研究分析了造成此次极端事件的大气环流异常，但是陆气相互作用过程对复合高温干旱事件维持和发展的影响机制仍不清楚。   研究内容： 本研究利用再分析数据和土壤湿度-温度耦合强度指标，分析了陆气相互作用对此次复合高温干旱事件发展和维持的影响机制。研究发现，在本次事件中，7-8月持续性的高温造成土壤湿度快速降低，使得长江流域从传统的能量限制区（地表蒸散发受能量条件控制）转变为水分限制区（地表蒸散发受水分条件控制），紧接着地表能量平衡过程发生转变，更多的地表净辐射被分配到感热，感热的快速增加又进一步加剧了地表气温上升，形成了正反馈过程，最终导致8月中旬的气温打破历史记录（图1）。此外，在相似的大尺度环流背景下，长江流域的极端高温分布呈现出显著的空间异质性，这主要是受到了陆气耦合强度的调制作用（图2）。在过去40年中，长江流域复合高温干旱事件的频率和强度与该地区陆气耦合强度的变化存在密切联系。 本研究从陆气相互作用的角度加深了对复合高温干旱事件发展和维持机制的理解，揭示了陆气耦合强度对极端复合事件的出现时间、空间分布和强度变化的影响机制，对复合高温干旱事件的早期监测和预警具有重要意义。   图1 1982-2022年7月28日到8月20日长江流域土壤湿度和净辐射距平与（a，b）温度，（c，d）感热，（e，f）潜热距平的分布，红色菱形表示2022年事件。(g) 2022年7-8月长江流域温度，感热，潜热，土壤湿度，净辐射距平（标准差）的变化趋势。     图2 2022年7月28日到8月20日长江流域所有格点逐三日温度距平与（a）土壤湿度，（b）净辐射，（c）陆气耦合强度距平的分布。橙色代表感热正异常，潜热负异常的格点，蓝色为其他格点。（d）本次事件中温度与陆气反馈强度异常（标准差）的复合空间分布。 作者介绍 邱博  副教授 南京大学 邱博，南京大学大气科学学院副教授，硕士生导师。主要研究方向为生态气象学，气候变化与陆地生态系统之间的相互作用，陆面过程模式的发展与应用。   郭维栋  教授 南京大学 郭维栋，南京大学大气科学学院教授，博士生导师。主要研究方向为气候学，侧重于陆气相互作用。在陆地生态系统与气候变化相互作用、土地利用/覆盖变化的区域气候效应，以及青藏高原陆面过程等领域开展了系统的研究。 期刊介绍 Environmental...

本篇研究来自东南大学石琼锋、吴俊课题组。本研究首次将膨胀微球应用于印刷式柔性薄膜压力传感器，在超薄的印刷敏感层表面构建微结构，可降低敏感层材料模量、提高压缩形变能力。基于膨胀微球的压缩与快速回弹特性，薄膜压力传感器件具有较高的灵敏度与快速响应能力，可用于人机交互等智能终端应用。 文章介绍 Highly-sensitive expandable microsphere-based flexible pressure sensor for human-machine interaction Ye Wang (王烨), Shengshun Duan (段升顺), Jiachen Liu (刘家辰), Fangzhi Zhao (赵放之), Pinzhen Chen (陈品臻), Qiongfeng Shi (石琼锋), Jun Wu (吴俊) 通讯作者： 石琼锋，东南大学 吴俊，东南大学   研究背景： 柔性压力传感器是传感器领域的热门话题，可根据传感原理及器件形态分为各种类型。其中基于印刷工艺的压阻式压力传感器结构简单、灵敏度高，并且制备简易、器件轻薄，在各种智能传感领域都有广泛应用。目前压力传感器进展主要集中在功能材料、结构和制备工艺，特别是设计微结构以提升器件灵敏度、减少响应时间。然而，具有微结构的柔性压力传感器灵敏区间窄，且印刷式传感器太薄难以构建微结构，因此传感器在工艺复杂性、高灵敏宽量程及耐用性等方面之间难以权衡。 本文基于膨胀微球的快速回弹特性，结合丝网印刷工艺，制备了一种结构简单且可靠的柔性薄膜压力传感器，能够实现高灵敏宽量程及快速响应，可用于人机交互等智能终端应用。   研究内容： 在这项研究中，报道了一种基于膨胀微球，结合丝网印刷工艺构建敏感层微结构从而制备柔性薄膜压力传感器的设计。基于膨胀微球的可压缩性及快速回弹特性，提高了压力传感器的灵敏度、拓宽了灵敏区间，提升了响应速度，该传感器可用于实时人机交互场景及智能终端应用。 本文通过将PVC与膨胀微球混合，以丝网印刷方式印刷到PET衬底上，高温使微球膨胀后在表面印刷炭黑油墨，与叉指电极贴合封装组成薄膜压力传感器件。该传感器形态轻薄，可贴附于皮肤表面。膨胀后的微球在敏感层内部产生了分布均匀的微孔结构，压力作用下应力均匀分散到微孔中，从而增大了敏感层的压缩形变能力。相比无微结构的敏感层，具有微结构的压力传感器件表现出更高的灵敏度与更宽的响应范围，同时也具备快速响应及良好的可靠性。此外，本文也设计了由传感器、机械臂、MCU及上位机组成的碰撞检测系统，当实验者与机械臂上传感区域碰撞时传感器能即时检测到碰撞信息，从而帮助上位机发出指令控制机械臂进行避让。   图1.薄膜压力传感器制备流程及器件结构示意图     图2. 微球膨胀机理及器件表面形貌     图3. 器件工作机理及传感性能表征    ...

我们汇总了2023年发表在Machine Learning: Science and Technology（MLST）期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量和创新性。 感谢所有的作者和审稿人对MLST期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。   为什么选择在MLST期刊发表您的研究文章？ 主题范围：MLST期刊欢迎所有科学领域的跨学科研究和多学科合作研究。 快速出版：我们致力于提供快速、专业的出版服务，确保快速的初审、受理和出版。一旦被接受，您的文章将在24小时内发表，并将包括一个可引用的DOI。 高质量研究：我们提供专业、有建设性和公平的同行评审，可以保证您的研究成为该领域最高质量的研究之一。 开放获取：MLST作为一个完全开放获取的期刊，可以帮助您增加文章曝光率和影响力。 可引用的数据和代码：发表在MLST上的研究可以包括可引用的数据集和可编程代码，这增加了您的研究被引用的机会。 学会出版社：IOP出版社是一家世界领先的学会出版社，发表物理科学及其他领域的最新和最佳研究。IOP出版社获取的所有利润都将回馈给英国物理学会（IOP），用于支持世界各地的研究、教育和推广。 亮点文章 Quantum machine learning framework for virtual screening in drug discovery: a prospective quantum advantage Stefano Mensa, Emre Sahin, Francesco Tacchino, Panagiotis Kl Barkoutsos and Ivano Tavernelli   B2-Net: an artificial intelligence powered machine learning framework for the classification of pneumonia in chest x-ray images...

我们很高兴地宣布，由IOP出版社推出的全新期刊——Environmental Research: Energy（EREN）发表了第一期文章。EREN期刊发表关于清洁和可持续能源的最新研究，是IOP出版社2023年推出的开放获取环境研究系列（Environmental Research series）最新期刊之一。该系列以Environmental Research Letters (ERL)的良好声誉为基础，拥有卓越的作者服务水平、包容的编辑政策和严格的质量保证，并坚持以开放科学原则为核心。 EREN期刊因为其跨学科的性质，将吸引致力于能源消费和供应方面的研究和提供可持续发展解决方案的科学家、经济学家、工程师和社会科学家。在2025年以前，所有向EREN期刊投稿的文章都将免除文章发表费用。 第一期文章 Editorial Introducing Environmental Research: Energy—advancing interdisciplinary understanding of energy systems during decarbonization Emily Grubert   Papers Residential precooling on a high-solar grid: impacts on CO2 emissions, peak period demand, and electricity costs across California Stepp Mayes, Tong Zhang and Kelly T Sanders   Residential electricity demand on CAISO Flex Alert...

我们汇总了2023年发表在Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical（JPhysA）期刊发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量和创新性。 感谢所有的作者和审稿人对JPhysA期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。 为什么选择在JPhysA期刊发表您的研究文章？ 文章的绝佳之选：JPhysA期刊集中展示理论物理学背后的数学原理，您可以在文章中对其进行全面探讨。 高质量研究：我们提供专业、有建设性和公平的同行评审，可以保证您的研究成为该领域最高质量的研究之一。 开放获取：您可以选择在JPhysA期刊上开放获取出版，增加文章曝光率和影响力。 快速出版：我们致力于提供快速、专业的出版服务，确保快速的初审、受理和出版。一旦被接受，您的文章将在24小时内发表，并将包括一个可引用的DOI。 学会出版社：IOP出版社是一家世界领先的学会出版社，发表物理科学及其他领域的最新和最佳研究。IOP出版社获取的所有利润都将回馈给英国物理学会（IOP），用于支持世界各地的研究、教育和推广。 亮点文章 Stochastic resetting in interacting particle systems: a review Apoorva Nagar and Shamik Gupta   Two-point functions of composite twist fields in the Ising field theory Olalla A Castro-Alvaredo and Michele Mazzoni   KdV breathers on a cnoidal wave background Mark...

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Materials for Quantum Technology和Solar Cells。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出版社材料及能源研究领域的最新资讯；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。 材料： 能源： 精选文章 Materials for Quantum Technology Journal of Physics: Condensed Matter Anharmonic theory of superconductivity and its applications to emerging quantum materials Chandan Setty, Matteo Baggioli and Alessio Zaccone   Transfer learning from  Hermitian to non-Hermitian quantum many-body physics    Sharareh Sayyad and Jose L Lado   Spin-photon interaction in a...

一支汇聚了四大洲57家研究机构100多位专家的国际团队，合作撰写了“下一代可打印电子材料传感器路线图”(Roadmap on Printable Electronic Materials for Next-Generation Sensors)，该路线图最近发表在IOP出版社期刊Nano Futures上。他们的目标是通过推动可打印传感器技术，助力迈向“可持续的智能世界”。通过赋予日常物品和环境传感能力，这些技术可能会在推动可持续发展和提升我们的生活质量方面发挥重要作用。 通过提供来自我们周围世界的实时数据，传感器可以帮助人们就如何使用资源以及改善家庭、城市、环境、安全、医疗保健等方面做出更明智的决策。 该路线图的首席作者、加拿大西蒙弗雷泽大学的 Vincenzo Pecunia 教授表示：“传感器确实可以通过无数种方式帮助我们让生活变得更轻松、更可持续。” 他指出：“例如，传感器可以实现更安全的医疗检查和有针对性的医疗保健，帮助农民提高产量，通过准确的食物腐败检测来减少食物浪费，以及尽早发现野火从而防止其灾难性的后果。” 在这份全球路线图中，国际专家团队深入探讨了 44 种可打印传感器技术的现状和未来趋势，这些技术可以对光、辐射、力、温度、气体、化学物质和生物物质等多种刺激做出响应。   “全球路线图”的首席作者、加拿大西蒙菲莎大学Vincenzo Pecunia教授   实现所有这些应用的关键，在于传感器的大规模普及，从而生成大量关键性数据。这意味着科学家们需要致力于研发易于制造、低成本的传感器技术。 Pecunia教授指出：“基于可打印材料的传感器提供了一个理想路径，因为它们可以在室温下使用简单的印刷和涂层方法制造，且能耗非常低。”可用于制造此类传感器的可打印材料包括有机半导体、钙钛矿、石墨烯、以及各种纳米材料。 相比之下，当今常用的传感器通常采用成本高昂、碳足迹大的技术制造，往往需要高达1,000摄氏度以上的温度。这种传统传感器的成本和碳足迹限制了它们在大规模普及的可能性，而大规模普及是实现广泛应用和影响的必要条件。 尽管可打印传感器技术前景广阔，但全球路线图的作者们指出，需要克服这条路径上的剩余障碍，并致力于释放这些技术的全部潜力。他们的最终目标是通过该路线图催生可打印传感器技术的进一步研究，推动我们迈向造福全人类的绿色传感器革命。 以下是为“全球路线图”做出贡献的部分知名专家对具有代表性的可打印传感器技术的更深入见解：   华中科技大学唐江教授   华中科技大学唐江教授在全球路线图中贡献了 “基于卤素钙钛矿的X射线探测器”章节。唐江教授指出：“卤素钙钛矿可通过刮涂法、喷涂法等印刷技术完成大面积制备，直接与后端读出阵列集成，实现高灵敏度、高空间分辨率的X射线平板探测器。尽管卤素钙钛矿在X射线面阵探测上展现出了良好的应用前景，但目前仍存在许多挑战，包括最优材料组分探索、多晶膜密度优化、器件暗电流抑制、响应速度提升和电路集成等”。     南京理工大学李宁教授     美国加州大学圣地亚哥分校吴子雅教授   南京理工大学李宁教授与美国加州大学圣地亚哥分校吴子雅教授贡献了关于“可打印近/短波红外有机光电探测器”的章节。李宁教授与吴子雅教授指出：“溶液法制备的有机半导体具有吸收系数高、机械性能好、生物兼容性佳等优势。近红外波段的有机光电探测器发展迅速，但是在具有重要应用价值的短波红外波段，其性能仍然不尽人意。主要原因是短波红外有机半导体的窄带隙加剧了噪声生成以及光生载流子复合。因此，需要从材料和器件工程方面入手，系统研究载流子产生、输运、复合等过程”。     加拿大滑铁卢大学李玉宁教授   加拿大滑铁卢大学李玉宁教授贡献了关于“基于共轭聚合物的温度传感器”的章节。李玉宁教授指出：“基于共轭聚合物的温度传感器在可穿戴电子设备、电子皮肤、生物医学设备和食品包装等领域展现出巨大潜力。随着新型共轭聚合物材料、基板和制造技术的不断发展，这种创新型温度传感器有望很快被广泛采用”。 文章介绍 Roadmap on Printable Electronic Materials for Next-Generation Sensors Vincenzo...

特刊详情 客座编辑 Edo Abraham，荷兰代尔夫特理工大学 Edward Byers，国际应用系统分析研究所 Simon Parkinson，国际应用系统分析研究所 Zarrar Khan，美国太平洋西北国家实验室   主题范围 The world’s energy, water, and land systems are in transition and rapidly integrating, driven by forces such as socioeconomic, demographic, climatic, and technological changes as well as policies intended to meet Sustainable Development Goals (SDGs) and other societal priorities. These dynamics weave across...