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本篇研究来自北京科技大学冯春课题组。本文从组分控制、工艺影响、外场调控、理论计算等方面总结了铁磁薄膜材料的界面DMI调控及其机理的研究进展，并对未来研究热点进行了展望，尤其是探索新材料、探究物理起源、先进表征技术等。 文章介绍 Regulation of interfacial Dzyaloshinskii−Moriya interaction in ferromagnetic multilayers Yufei Meng（孟宇霏）, Fei Meng（孟飞）, Mingxuan Hou（侯铭轩）, Qianqi Zheng（郑倩琦）, Boyi Wang（王博毅）, Ronggui Zhu（祝荣贵）, Chun Feng∗（冯春）， Guanghua Yu（于广华）   通讯作者： 冯春，北京科技大学   研究背景： 界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）存在于空间结构反演不对称的薄膜体系中，这一特殊的磁相互作用能够稳定一系列非线性的自旋结构并控制其手性，如形成具有特征手性的Néel型磁畴壁、纳米尺寸的磁性斯格明子（skyrmion）以及特殊的螺旋磁结构（spin spiral）等。另外，界面DMI的强度和手性与上述非线性自旋结构的动力学行为直接相关，因而调控界面DMI的强度和手性不仅对丰富自旋电子学和拓扑物理学具有重要的科学意义，同时对构建新一代高密度低功耗的新型存储、逻辑、类脑器件具有重要的实用价值。本文系统总结了铁磁薄膜材料的DMI调控方法、相关理论以及表征工作的研究进展，并展望了未来的研究热点方向。   研究内容： 界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）是手性磁学的起源之一，在自旋电子学和应用磁学研究领域都引起了很大关注，对于构建新一代高密度、低功耗的自旋电子学器件具有重要的学术和实用价值。本文从组分控制、工艺影响、外场调控、理论计算等方面总结了铁磁薄膜材料的界面DMI调控及其机理的研究进展，并对未来研究热点进行了展望，尤其是探索新材料、探究物理起源、先进表征技术等。 作者介绍 冯春  教授 北京科技大学 冯春，北京科技大学教授、北京市科技新星计划和叶企孙实验物理奖获得者。中国材料研究学会青年委员会理事、真空学会薄膜专业委员会委员、Rare Metal杂志青年编委。长期从事磁存储材料、磁传感器材料、自旋电子材料及器件应用研究。在AM、NC、AFM等杂志上发表论文80余篇，获国家发明专利 20余项，编著《高磁晶各向异性磁记录薄膜材料》一部。 期刊介绍 Journal of Physics: Condensed Matter 2022年影响因子：2.7  Citescore: 4.6 Journal of Physics:...

欧洲物理学会（EPS）最新出版的开放获取电子书Physics for Society in the Horizon 2050深入剖析了物理学领域的重大挑战及其在未来数十年内可能给社会带来的变革性影响。这本书探讨了现代科学在提高人类生活水平方面最具紧迫性和前景性的内容：从粒子、原子、细胞等微观世界的奥秘，到恒星、星系乃至宇宙深层的科学探索。 这部百科全书式的作品是EPS Grand Challenges: Physics for Society in the Horizon 2050项目的一部分。该项目通过评估物理学如何助力我们理解自然法则，以及物理学在解决至2050年影响公民生活的重大问题方面所能发挥的作用，来探索我们想象和塑造未来的能力，并为政策制定者提供宝贵的行动建议。 Physics for the Society in the Horizon 2050一书的编辑Carlos Hidalgo表示：”本书聚焦了物理学领域最为紧迫的问题，为欧洲物理学会的Horizon战略提供了有力支撑。最令人兴奋的是，它展现了人类如何运用科学方法预见和塑造未来，以及跨学科合作如何促进不同知识领域间的连接，共同应对我们面临的重大科学和社会挑战。” 目前，这本书的全文可供任何人在IOPscience平台上阅读，旨在面向致力于推进科学方法的专业人士，以及那些对科学如何塑造社会感兴趣的人士。 >>点击此处链接，免费阅读本书。 >>查看IOP出版社的全部电子书。 >>浏览IOP出版社在线书店。 电子书介绍 Physics for Society in the Horizon 2050 关于科学和科学家活动的描述有很多。一些描述暗示科学最终会触及知识的边界，而另一些则描绘出无尽前景的期待。一些人相信科学已经或将会为即将到来的关键未解问题提供答案，而另一些人则对科学的发展感到恐惧。在这本书中，我们将从粒子、原子、细胞、恒星、星系以及我们在宇宙中的位置出发，探索使我们人类在大自然中独一无二的原因：我们利用科学方法想象和塑造未来的能力。这本书是欧洲物理学会发起的一项行动，旨在解决科学的社会维度问题，并应对物理学中的重大挑战。这些挑战将为发达社会带来深刻变革，提升全球生活水平，并为我们在2050年对自然的基本理解提供新的视角。

我们汇总了2023年发表在Journal of Semiconductors（JOS）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JOS期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。   为什么选择在JOS期刊发表您的研究文章？ 文章的绝佳之选：JOS期刊展示了广泛的主题范围，欢迎您发表半导体超晶格和微观结构物理，半导体材料物理，包括量子点和量子线在内的新型半导体材料的生长和表征，半导体器件物理，新型半导体器件，集成电路的CAD设计和制造，半导体器件新技术，半导体光电器件及集成，半导体薄膜的生长、表征和应用等领域的研究。 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。 对文章的认可：JOS期刊通过奖项认可作者的辛勤工作、奉献精神和卓越表现，您可以与学界分享您的成就。 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 The twisted two-dimensional ferroelectrics Xinhao Zhang and Bo Peng 2023 J. Semicond. 44 011002   Recent progress on fabrication and flat-band physics in 2D transition metal dichalcogenides moiré superlattices Xinyu Huang et al 2023 J. Semicond. 44 011901   Review of phonons in moiré superlattices Zhenyao Li et al 2023 J. Semicond. 44 011902   Wearable sweat...

本篇研究来自华东师范大学王康和河南大学焦文献课题组。这项研究为审视多年冻土融化引起的气候反馈和相关经济影响提供了一种新的视角和方法，增强了气候变化经济学模型中多年冻土变化的物理基础。 文章介绍 Revisiting permafrost carbon feedback and economic impacts Yang Zhu（朱杨）, Kang Wang（王康）, Wenxian Jiao（焦文献） and Jinlong Xu（许金龙） 通讯作者： 王康，华东师范大学地理科学学院 焦文献，河南大学地理与环境学院   研究背景： 多年冻土占据了北半球陆地表面的四分之一，这里寒冷的环境封存着地球土壤中约一半的有机碳。然而，气候变化导致的多年冻土状态变化可能通过碳循环影响气候系统和社会经济系统。以往研究已经尝试将多年冻土碳反馈纳入地球系统模型中，但这些模型往往复杂且需要很多参数，很难实现在代际间的优化目标。另一方面，也有一些研究尝试在集成评估模型中纳入多年冻土碳循环过程，然而，往往缺乏必要的物理基础，比如用气温和多年冻土面积建立联系来估算碳储量变化。本研究则尝试将半物理基础的多年冻土融化模型和碳分解模块纳入集成气候与经济动态（DICE）模型，来重新审视多年冻土碳反馈效应及其可能的经济影响。   研究内容： 将多年冻土碳模块纳入DICE-2016R3模型，考虑了由冻土融化释放的碳对大气碳水平的潜在贡献（图1）。使用简化的Stefan方程计算活动层厚度，并假设全球温度距平与多年冻土区的平均融化指数之间的相关性相对稳定；根据活动层厚度的变化来估计新融化冻土中的有机碳量，进而计算了释放的CO2和CH4的量。   图1. 多年冻土碳循环模块与DICE模型的耦合方式示意图   研究发现，到2100年，多年冻土区释放的总碳量为30.5GtC，由冻土释放的CO2和CH4加剧了气候变化，导致到2100年全球平均气温额外增加大约0.038°C（图2），这种温度增加导致了0.779万亿美元的经济损失。同时还比较了基于多年冻土面积变化的结果，发现用面积变化来估算多年冻土反馈的结果显著偏高。   图2. 预测21世纪的多年冻土碳反馈强度。(a)多年冻土累积碳排放量；(b) 额外的增温幅度。不同颜色代表不同方法，其中，红色表示本研究使用的方法，橙色表示Kessler （2017）的方法，青色表示Wirths等（2018）的方法。   这项研究为审视多年冻土融化引起的气候反馈和相关经济影响提供了一种新的视角和方法，增强了气候变化经济学模型中多年冻土变化的物理基础。这项研究估算得到的碳释放量和反馈强度相较前人研究偏低，但并不意味着否认多年冻土碳反馈的重要贡献。更加值得关注的是，尽管夏季多年冻土融化过程至关重要，未来的研究可能更应关注非生长季节的碳过程以及多年冻土突变引发的碳循环物理过程。此外，人文社会经济系统的时空分辨率与自然过程的不匹配问题也是集成模拟工作中的一个重要障碍。 作者介绍 王康  研究员 华东师范大学 王康，华东师范大学地理科学学院研究员（2020至今）。2015年于兰州大学获得博士学位。主要从事冻土与气候变化相关研究，Email: kwang@geo.ecnu.edu.cn 焦文献  副教授 河南大学 焦文献，河南大学地理与环境学院副教授（2012至今），2010年于中科院寒旱所获博士学位。主要从事环境经济学相关研究, Email: jwx@henu.edu.cn 期刊介绍 Environmental Research Letters     2022年影响因子：6.7...

本篇研究来自浙江大学林芃课题组。本文提出了一种对于输入脉冲频率敏感的动态电化学忆阻器，首次建立了器件响应与输入脉冲频率的定量关系，并首次利用单个器件就可以完成对不同真实动物录音的准确分类。 文章介绍 Neuromorphic auditory classification based on a single dynamical electrochemical memristor Peng Chen（陈鹏）, Xuehao Xiong（熊雪皓）, Bihua Zhang（张碧华）, Yuxuan Ye（叶宇轩）, Gang Pan（潘纲）and Peng Lin（林芃） 通讯作者： 林芃，浙江大学   研究背景： 与现有人工智能不同的是，人脑更善于利用网络的动力学特性，高效地理解和处理外部世界信息。神经网络动力学可以理解为单个神经元或突触自身随输入与时间而发生的改变，也包括节点间相互作用产生的网络行为。这样的动态交互机制大大的提高了神经网络的表达能力。研究者们一直致力于设计新型类脑器件来模拟生物神经网络的动态行为，以实现更加高效灵活的信息处理。纳米器件中蕴含丰富的物理特性，特别是一些具备高度动态行为变化的动态器件。这些器件有望被利用在类脑计算的应用场景中。然而，从发现器件特点到被高效利用的过程中，还需要有效的建模与量化，实现对于物理特性的理解，并最终与特定任务形成关联。   研究内容： 在这项研究中，我们通过对栅极材料体系进行调控，发现了栅极电极对器件动态特性的影响规律，成功的将一个现有静态三端电化学忆阻器转变为动态忆阻器，使其阻变行为出现了较强的短期记忆现象。与现有研究不同的是，我们在该动态忆阻器中发现了阻态改变与不同频率输入脉冲信号的定量关系，可以对从1Hz到1MHz的频率信号进行准确分类。为了深入理解和利用这一动态行为，我们创建了一个行为模型，揭示了器件频率响应可以通过对各频率分量的响应进行加权求和实现。 基于这一原理，我们进一步设计了一个基于单个器件的类脑听觉分类器，它能够高度准确地识别不同动物的录音。真实场景中的声音具备幅度和频率两个维度信息，但脉冲编码可以有效的将幅度与脉冲信息进行解耦合，产生只包含频率信息的信号，这也是大脑神经元编码的独特之处。我们工作的主要贡献是仅依靠单个动态忆阻器就能实现高效频率分类，无需额外添加分类读出层，也无需进行复杂的训练。相较于其他频率分类方法，如滤波、支持向量机和感知器等，这样的设计更为高效。这项研究不仅深化了我们对动态忆阻器行为的理解，更为在资源受限的应用场景中实现频率分类开辟了新的途径。 作者介绍 林芃  研究员 浙江大学 林芃，浙江大学 “百人计划”研究员，入选国家高层次青年人才引才计划，美国麻萨诸塞大学博士、麻省理工学院博士后，长期从事新型类脑计算系统研究，近年来在Nature Electronics, Nature Nanotechnology等权威期刊和会议发表论文40余篇，包括多篇Nature子刊封面论文，担任中国人工智能学会脑机融合与生物机器智能专委会委员。 期刊介绍 Neuromorphic Computing and Engineering Neuromorphic Computing and Engineering（NCE）是一本涵盖多个学科领域、采用开放获取（OA）形式出版的期刊。NCE期刊将神经形态系统的硬件和计算方面结合在一起，读者群覆盖工程、材料科学、物理、化学、生物学、神经科学和计算机科学等领域，跨越学术界和产业界的各个群体。在NCE期刊上发表的研究需针对神经形态系统和人工神经网络领域做出及时而重要的贡献。

本篇研究来自哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所吕海宝与博士研究生李沛钊。本研究建立了一个熵阱模型来描述双非晶态水（即同时具有低密度和高密度的液态水）中的热力学液-液相变。模型从理论上构建起双非晶态水热力学异常与温度、压强之间的本构关系，准确预测了凝聚态水的热力学行为。 文章介绍 An entropy trap model of thermodynamic anomalies for dual-amorphous water undergoing liquid-liquid phase transition Peizhao Li（李沛钊） and Haibao Lu（吕海宝） 通讯作者： 吕海宝，哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所   研究背景： 水是地球上最常见也是最独特的液体之一，凝聚态水表现出了诸多反常热力学特性，其中最广为人知的就是大气压强下4℃左右时的密度最大值，这引起了研究人员的极大兴趣。在最近的研究中，熵驱动液-液相变（LLPT）被认为是凝聚态水异常热力学行为的来源。凝聚态水的液-液相变源于温度和压强等外部刺激诱导的水的局部构象的结构转变，从而形成了两种密度不同的非晶态液态水，即低密度液态水（LDL）和高密度液态水（HDL）。本研究基于熵阱模型，引入Adam-Gibbs模型和自由体积理论建立起一套理论模型，旨在全面描述并揭示双非晶态水的LLPT及其与热力学异常行为之间的联系，加深对LLPT熵驱动机制的理解。   研究内容： 熵阱模型是一种常被用来研究聚合物分子迁移和聚合物溶液的局部结构转变的统计力学模型，这项研究引入该模型来解释双非晶态水的熵驱动LLPT。如下图所示，由于热力学势的差异，HDL分子被限制在能级较高的熵阱内部，而LDL分子与之相反。随着温度和压强的升高，当熵阱外部的LDL分子扩散到熵阱中时，这些分子被限制在熵阱中，从而导致由LDL向HDL的结构转变。模型中熵阱的宽、高被分别认为与构象的自由体积、LDL与HDL之间的构象熵的差成正比。温度升高/降低导致构象的熵阱宽增加/降低，压强升高/降低导致熵阱高降低/升高，从而导致LLPT发生。 下图是LLPT过程中温度和压强对HDL体积分数影响的模型分析结果，表明在温度和压强升高的情况下，由于熵阱变宽和降低，双非晶态水中的HDL体积比例显著升高。特别地，随着压强从0.1MPa升高至350MPa，LLPT的半转变温度从231K逐渐降低到了159K。 下图比较了不同压强下的凝聚态水比容等压线的模型分析结果与实验结果。随着压强的增加，图(a)中比容的最小值从276K的0.999L/kg（0.1MPa）逐渐减小到了188K的0.856L/kg（300MPa）。图(b)显示模型的分析结果与实验结果取得了良好的一致性，比容偏差控制在0.0015L/kg之内。 本研究建立的熵阱模型探索了双非晶态水熵驱动热力学异常行为的工作原理，并利用分子动力学模拟结果和实验数据验证了模型的有效性和精确性，为探索和预测凝聚态物质的热力学性能提供了一种新的理论研究思路。 作者介绍 李沛钊  博士研究生 哈尔滨工业大学 李沛钊，哈尔滨工业大学2022级工程力学专业博士研究生，主要从事水的高分子凝聚态结构的尺度力学研究。已在Physica B：Condensed Matter、Journal of Physics：Condensed Matter等凝聚态软物质领域专业期刊发表5篇SCI论文。   吕海宝  教授 哈尔滨工业大学 吕海宝，哈尔滨工业大学教授，主要从事软物质力学与高分子物理的学科交叉基础研究，致力于“玻璃态物质本质”、“物理定律能否统一？”和“水的分子结构”等科学问题探索；在ROPP、JMPS、Soft Matter等期刊已发表研究论文200余篇，SCI他引总计4100余次。2017年获国家自然科学基金委杰出青年基金（结题优秀），2020年获黑龙江省自然科学一等奖（排名第1）。目前兼任中国力学学会软物质力学工作组组长、青年工作委员会副主任委员。 期刊介绍 Journal of Physics: Condensed Matter 2022年影响因子：2.7  Citescore:...

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    ...