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本篇研究来自深圳大学物理与光电工程学院孙振华副研究员，本研究使用CsPbBr3量子点作为电荷存储中心，利用量子点与晶体管半导体层之间形成的异质结效应，进行有效的空穴存储。由此制备了无绝缘隧穿层的晶体管存储器，实现了具有较好的非易失性和耐擦写性的光写-电擦功能。 文章介绍 Thin Film Transistors Integrating CsPbBr3 Quantum Dots for Optoelectronic Memory Application Jiamin Wen, Hao Hu, Shuhan Wang, Guohao Wen, Zhenhua Sun, and Shuai Ye 通讯作者： 孙振华，深圳大学物理与光电工程学院 首先，通过简单的旋涂工艺制作CsPbBr3量子点作浮栅层，P3HT薄膜作沟道层的浮栅晶体管器件，此器件的循环转移特性曲线在不同栅压扫描范围下表现不同程度的移动，移动的原因主要是CsPbBr3量子点浮栅层存储了某种电荷。 为明确电荷存储过程及原理，利用-100V/5s，100V/5s的电脉冲信号和360nm、532nm波长的光信号进行测试分析。结果发现，此浮栅存储器可通过负栅压脉冲信号实现写入过程，正栅压或光照信号实现擦除过程。通过对器件在分别受到-100V/5s和100V/5s脉冲后的瞬时电流进行监控，发现利用负栅压信号所引起的电流变化较大且保持能力更强。经过分析得出结论，比起存储电子，CsPbBr3量子点浮栅层更倾向于存储空穴，且对原理进行了分析。 最后，为了更全面的探究和解释，选用光电性能优异的双极性材料石墨烯作为半导体层制备同类型的浮栅存储器，通过测试发现，CsPbBr3量子点浮栅层在石墨烯材料的存储器中仍表现出相似的性能，即浮栅层更倾向于存储空穴，器件可利用负栅压进行写入，正栅压或者光照进行擦除。 总的来说，采用CsPbBr3量子点作为浮栅层，P3HT和石墨烯作为沟道传输层，成功的制备出了具有较好的非易失性、好的耐久性以及可进行电写光擦或电写电擦的非易失性浮栅存储器。 研究背景 全无机卤素钙钛矿（CsPbBr3）量子点因具有激子结合能小、光吸收强和电荷寿命长等优点，被广泛研究并成功应用于发光二极管、光探测器、太阳能电池等光电器件。近几年，有相关报道利用CsPbBr3量子点和PMMA分别作为浮栅层和隧穿介电层，成功制备出可光照写入，负栅压擦除的浮栅存储器。在浮栅存储器中，想要得到较好的电荷保持能力，PMMA等隧穿介电层被认为是必不可少的。但是隧穿介电层的存在会限制器件的写入/擦除速度。另一方面，近年来已经有报道通过不采用隧穿介电层的方法来实现较快的写入/擦除速度。因此，我们期望制作出利用CsPbBr3量子点做浮栅层且不需隧穿介电层的浮栅存储器件，从而获得优异的器件性能。 作者介绍 孙振华 副研究员 深圳大学 孙振华，深圳大学副研究员，深圳市海外高层次C类人才。长期从事光电子器件方面的研究，主要研究内容集中在光电薄膜晶体管这一器件类型上，并与纳米材料科学相交叉。截至目前，共发表SCI科研论文32篇，总引用2317次，H因子17，包括5篇ESI高被引论文。个人单篇最高引用477次（第一作者）。 期刊介绍 Journal of Physics D: Applied Physics 2019年影响因子：3.169 Journal of Physics D: Applied Physics（JPhysD，《物理学报D：应用物理》）发表应用物理各领域的前沿研究和综述，具体包括：应用磁学和磁性材料、半导体和光子学、低温等离子体和等离子表面相互作用、凝聚态物理、表面科学和纳米结构、生物物理以及能源等六个领域。文章类型包括原创性论文、研究路线图、通讯以及每年针对热点研究的专题综述和特刊。

本篇研究来自中国科学院西安光学精密机械研究所姚保利研究员课题组，本工作揭示了超分辨SIM（SR-SIM）理论和光切片SIM（OS-SIM）理论的内在联系，建立了超分辨与光切片融合的iSIM理论，获得了普通生物厚样品的高信噪比超分辨显微图像。 文章介绍 Super-resolution and optical sectioning integrated structured illumination microscopy Dan Dan（但旦）, Peng Gao（郜鹏）, Tianyu Zhao（赵天宇）, Shipei Dang（党诗沛）, Jia Qian（千佳）, Ming Lei（雷铭）, Junwei Min（闵俊伟）, Xianghua Yu（于湘华）, Baoli Yao（姚保利）. 通讯作者： 姚保利，中国科学院西安光学精密机械研究所 本工作从SR-SIM成像理论模型着手，在其基础上增添了离焦背景干扰项。通过详细推导，揭示了离焦背景干扰项在SR-SIM频谱扩展中的角色——它只会影响低频的中间频谱，却不会影响扩展的高频频谱（图1）；同时推导还发现了高频扩展频谱与OS-SIM图像存在等同的数学表达形式，由此建立了SR-SIM与OS-SIM的理论联系，从而使这两种技术的成像优势能够融合（iSIM），最终得到了具有超分辨的光切片。 图1. iSIM频谱融合方法与传统方法示意图 本工作设计了显微成像模拟模型以验证iSIM理论的正确性。模型以Ground Truth图像垂直中线开始，朝图像两端逐渐模糊，模糊程度与离开中线的距离成正比。基于此模型，模拟产生了物镜景深造成的在焦和离焦效果。通过在模型上实施iSIM、普通宽场、OS-SIM、SR-SIM成像，对比展现了iSIM既能超分辨又能避免离焦干扰的成像优点（图2）。 图2. iSIM与普通成像、OS-SIM、SR-SIM的模拟成像对比 实验进一步验证了iSIM理论的成像有效性。实验光路使用空间光调制器（SLM）加载光栅相位，令衍射的±1级光束干涉产生结构照明条纹。为了实现SIM所需的条纹方向旋转，并简化光束偏振态控制，实验将光束调制成圆偏振态进行干涉（图3）。以人视网膜色素上皮细胞（HRPE）为样品，通过与普通宽场、OS-SIM和SR-SIM成像对比，证实了iSIM成像兼具SR-SIM的超分辨优点和OS-SIM的高信噪比光切片能力（图4）。 图3. 实验光路图 图4. iSIM与普通成像、OS-SIM、SR-SIM的成像对比 研究背景 光学显微镜是现代生物医学研究不可或缺的工具。然而，针对生物厚样品的光学显微成像一直是个难题。一方面，显微系统分辨率受到光学衍射极限的限制，最高也只能达到约200nm，不能分辨亚细胞级细节；另一方面，生物样品普遍相对较厚，不仅常常超出显微物镜的景深范围，即使景深范围内的在焦目标也严重受到离焦光线的干扰，导致成像信噪比非常差。针对这个难题，本工作提出了一种光学超分辨与光切片融合的结构光照明显微成像技术（iSIM）。iSIM将现有的超分辨SIM（SR-SIM）和光切片SIM（OS-SIM）这两种技术进行理论和方法融合，突破衍射极限实现了超分辨成像，同时得到了能重构样品三维表面形貌的高信噪比光切片图像。 作者介绍 姚保利 研究员 中国科学院西安光学精密机械研究所 姚保利，中国科学院西安光学精密机械研究所二级研究员，博士生导师，瞬态光学与光子技术国家重点实验室主任，国务院政府特殊津贴专家。1990年毕业于西安交通大学物理系；1997年于中国科学院西安光机所获光学专业博士学位；1997-1998年在德国慕尼黑工业大学做博士后。中国光学学会、中国光学工程学会、陕西省光学学会、陕西省物理学会理事；中国光学学会高速摄影和光子学专业委员会秘书长，中国光学学会生物医学光子学专业委员会常务委员，中国光学学会全息与光信息处理专业委员会常务委员。主要从事超分辨显微成像、光学微操纵、数字全息显微成像、光场调控与矢量光学等方面的研究工作。承担国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、重点项目和面上项目，国家重大基础研究计划973项目等20余项科研任务。研制出国内首台具有自主知识产权的结构照明超分辨显微成像系统，分辨率达到90nm同类技术国际最好水平；研发的激光光镊产品成功投放于市场并出口加拿大。在国内外学术期刊上发表论文260余篇，出版专著章节6部，授权发明专利18项。获陕西省科学技术一等奖2项，二等奖1项。获科学中国人2017年度人物、中国科学院王宽诚西部学者突出贡献奖、日本“高速成像奖”。培养的研究生多人获得“优青”、“青千”、“洪堡学者”、“中科院优博”、“陕西省优博”、“中科院院长特别奖”、“诺奖获得者大会最佳海报奖”等荣誉。 期刊介绍 Journal of Physics D: Applied...

本篇研究来自西北工业大学复杂系统动力学与控制工信部重点实验室张凯副教授和邓子辰教授课题组，本研究建立了一种具有水滴孔的六边形拓扑绝缘体结构。通过打破空间反演对称性，调控弹性波在拓扑绝缘体中的传播行为，实现其在系统中指定界面路径上的传播，并在梯度结构中实现了一种精确控制波传播距离的方法。 文章介绍 Topological Insulator in a Hexagonal Plate with Droplet Holes Kai Zhang, Fang Hong, Jie Luo and Zichen Deng 通讯作者： 张凯，西北工业大学力学与土木建筑学院；复杂系统动力学与控制工信部重点实验室 该研究利用谷—霍尔效应原理，通过打破空间反演对称性，建立了一个拓扑绝缘体，实现了弹性波的定向引导。该系统以正六边形单胞为周期性单元，在单胞上有三个具有约束边界水滴孔和三个自由无约束边界的水滴孔呈圆环状对称均匀分布（图1）。使孔绕圆心呈不同角度的分布，从而实现打破对称性。 当此结构具有C6v对称时，其能带结构出现狄拉克点（图2(a)）。将六个水滴孔绕圆心整体旋转角度φ以打破单胞的C6v对称性，仅保持单胞的C3对称性，此时单胞能带结构图中狄拉克点将被打开并形成一条新的带隙（图2(b)）。 利用频率在带隙范围内的弹性波只能在单胞之间界面处传播的特性，选择为图1所示互相相差60°的相α和相β两种带隙相同的单胞，将其组成一个具有界面的拓扑系统，从而实现拓扑保护边缘波在系统界面中的传播。图3显示了不同界面条件下，拓扑保护边缘波沿直线、Z字形和回字形的传播。这种现象可用于弹性波的定向波导中。 由于不同旋转角度水滴孔结构的带隙分布不同，利用此特性，建立了含不同旋转角度φ的梯度系统，实现了对不同入射频率弹性波传播距离的精确调控（如图4所示）。 该研究通过对角度φ的设计，可实现波在结构中传播路径的自由调控，以及弹性波传播距离的精确控制。 图1 单胞示意图 图2 (a)水滴孔未旋转的单胞的能带结构，狄拉克点用红色圆圈表示;(b)水滴孔已旋转15度的单胞，在狄拉克点处打开带隙（灰色填充） 图3 15kHz的拓扑保护界面波在直线型、Z字型以及回转型界面中传播 图4 梯度结构中入射波频率为15.6kHz、15.3kHz和15.0 kHz时的位移场 研究背景 近年来，力学超材料得到了学术界的广泛关注。通过对结构的设计，可实现能量吸收、负泊松比、减振降噪、抗冲击、定向弹性波传输、负折射等特性。通过类比量子系统中的量子霍尔效应和量子谷霍尔效应，针对宏观周期固体结构进行设计，使弹性波能够在固体单胞边界处传播，从而实现定向波导，以及波的绕行等现象。此类结构也成为机械拓扑绝缘体。 作者介绍 张凯 副教授 西北工业大学力学与土木建筑学院 张凯，西北工业大学副教授、博士生导师，复杂系统动力学与控制工信部重点实验室副主任。主要研究方向为连续系统动力学行为的辛数值分析理论，周期性系统的波传播行为研究。先后主持和参与国家自然科学基金重点项目、重点研发计划等5项国家级项目。获得陕西省科学技术一等奖1项。入选陕西省普通高校青年杰出人才支持计划。  

​IOP出版社旗下AAS系列期刊的主要特点是围绕在天文学和天体物理学领域中进行的令人兴奋和开创性的研究，在其中的高被引文章中几乎涵盖了期刊所有的研究主题。 以下是来自AAS系列期刊的高被引文章: Astrophysical Journal Letters GW190425: Observation of a Compact Binary Coalescence with Total Mass ~ 3.4 M ⊙ B. P. Abbott et al 2020 ApJL 892 L3 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab75f5 GW190814: Gravitational Waves from the Coalescence of a 23 Solar Mass Black Hole with a 2.6 Solar Mass Compact Object R. Abbott et al 2020 ApJL 896 L44 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab960f Properties and Astrophysical Implications of the 150...

Reports on Progress in Physics (ROPP)是一本在领域内享有盛誉的期刊，通过邀请世界各地的专家撰写所在领域的综述文章，涵盖了物理学的所有分支。期刊发表的综述通过更广泛的背景调研了过去十年中特定领域的发展。期刊结合了对现有研究领域的关键性评价，以及为其他领域的年轻研究人员和专家提供可靠和易获得的介绍。 以下是2020年期刊发表的高引文章，涵盖了材料、光学、量子退火和流体力学等主题，引起了许多领域内专家的兴趣。 2020年ROPP期刊高引文章 First-principles calculations of charge carrier mobility and conductivity in bulk semiconductors and two-dimensional materials Samuel Poncé et al 2020 Rep. Prog. Phys. 83 036501 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6633/ab6a43 Optomechanics with levitated particles James Millen et al 2020 Rep. Prog. Phys. 83 026401 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6633/ab6100 Single-photon emitters in hexagonal boron nitride: a...

本篇研究来自湖北大学王世敏教授和李文路副教授课题组，文章主要对RP型钙钛矿材料中晶体结构、氧离子和质子迁移机理，物理化学性质（电导率和热膨胀系数）综合调控策略以及在氧离子传导固体氧化物燃料电池和质子传导固体氧化物燃料电池中的应用进行了综述。 文章介绍 Review on Ruddlesden-Popper perovskites as cathode for solid oxide fuel cells 丁培培，李文路，赵汉文，吴聪聪，赵丽，董兵海，王世敏 通讯作者： 王世敏，湖北大学 李文路，湖北大学   本文主要展开讨论了Ruddlesden-Popper（RP）型钙钛矿阴极材料的晶体结构、氧迁移和质子迁移机制，调控材料电导率和热膨胀系数的策略以及在氧离子传导型固体氧化物燃料电池（O-SOFC）和质子传导型固体氧化物燃料电池（H-SOFC）中的应用。RP型钙钛矿的结构是由ABO3钙钛矿层与AO岩盐层沿c轴交替层叠分布形成的。图1所示为An+1BnO3n+1的结构示意图，A位通常被稀土元素或碱土金属元素占据，而B位则是过渡金属元素。RP型钙钛矿晶体结构取决于掺杂金属离子的半径和化合价。 图1. Ruddlesden-Popper(RP)钙钛矿An+1BnX3n+1（n = 1、2、3和∞）的晶体结构示意图(Adapted from^34 Copyright (2020), Materials Horizons). RP型钙钛矿结构中存在AO岩盐层，因此在RP型钙钛矿中衍生出多种氧传输机制，最主要的三种包括直接间隙机制，间隙机制和氧空位扩散机制。对于在RP型钙钛矿结构中的氧扩散主要通过间隙氧离子传导，而对于氧空位扩散过程中的氧迁移势垒远高于间隙机制的氧迁移势垒。因此，我们主要是讨论了间隙机制中的氧迁移过程，氧的迁移物种（如图2所示）以及氧的迁移路径（如图3所示）。而质子在钙钛矿或类钙钛矿材料中的迁移是遵循格罗特斯两步跳跃机制，其主要特征包括旋转扩散和八面体跳跃。这篇文章是通过介绍质子缺陷的形成位置（如图4所示）以及质子的迁移路径（如图5）来理解质子的扩散性质过程。 图2. (左)氧化物间隙介导(Oint^2-)的扩散机制的扩散途径和能量图；(右)氧化物-过氧化物扩散机理(Oint^2-和Oint^-)的扩散途径和示意能量分布(Adapted from^72 Copyright (2018), Chemistry of Materials). 图3. 氧离子沿(a)[001]和(b)[010]方向的迁移路径(Adapted from^76 Copyright (2016), ACS Applied Materials & Interfaces). 图4. 在Sr3Fe2O7-δ 氧化物中 d1-d3代表三种可能形成质子缺陷的氧位点(Adapted from^84 Copyright (2015), Journal...

本篇研究来自西安交通大学徐明龙教授课题组，研究开展了基于非定向液体的挠曲电效应理论分析和研究，建立了该类材料的应变梯度产生手段和电极化测量方法，并针对该方法设计了实验，对不同材料体系的非定向液体材料挠曲电效应进行了实验测量和验证。该工作首次揭示了非定向液体材料的挠曲电现象，开辟了挠曲电效应研究的新方向。 文章介绍 Flexoelectricity in Non-oriented liquids Shuwen Zhang(张舒文), Kaiyuan Liu(刘开园), Hui Ji(嵇辉), Tonghui Wu(武彤晖), Minglong Xu(徐明龙), Shengping Shen(申胜平) 通讯作者： 徐明龙，西安交通大学   研究挠曲电效应的关键科学和技术问题主要有以下两点：应变梯度的产生和调控、以及电极化的测量。由于液体材料的流动性和不可压特性，传统固体电介质材料的挠曲电效应研究方法，包括应变梯度的加载和调控、电极方向的设计和布置等经验不再适用。因此需要针对液体材料的力学特性开展理论和实验研究。 为了解决液体材料应变梯度的施加问题，本研究设计了如图1(a)所示的非均匀截面的圆筒结构，并利用内摩擦定律描述了剪切应力与桶内同一高度上、不同位置处速度梯度的关系，又人为地向液体施加波形为正弦载荷的速度，从而通过对时间积分和对高度方向微分来解析应变梯度。 电极化测量则通过在应变梯度（高度）方向施加环状电极来完成。为了确保电极化测量的准确性，非对称电极的面积被平均处理，而等效挠曲电系数的计算则可通过应变梯度与电极化的表达式获得。 图1. (a) 剪切应变梯度实现手段；(b) 实验测量系统 通过上述方法设计了如图1(b)所示的实验系统并挑选了数种典型的非定向液体材料进行实验验证。图2所示的实验结果表明，非定向液体材料确实有挠曲电效应，其挠曲电系数值横跨了3个数量级，且与理论预测结果有一定的一致性。该类材料的挠曲电系数还与其介电常数有明显相关性，且材料内的离子会对挠曲电效应形成一定的屏蔽效应。 图2 数种典型液体的挠曲电系数及其与介电常数的关系 该成果首次揭示了非定向液体材料的挠曲电现象，给出了理论解释和实验验证方法，利用流体力学的基本原理产生液体材料的应变梯度并设计了具体的实验系统，对几种典型非定向液体进行了实验测量。非定向液体挠曲电效应的研究既开创了挠曲电效应研究的新局面，又对非定向液体这类在工业和自然界中都广泛存在的材料力-电耦合性能进行了全新的描述，为该类材料的力-电耦合及其应用提供了新的理论和实验支撑。 研究背景 由于液体材料广泛存在于自然界和工业领域，该类材料的力-电耦合性能一直备受各界关注。挠曲电效应是指由应变梯度引起的电极化现象，它是一种普遍存在于介电材料中的力-电耦合现象，具有非常重要的科学研究意义和实际应用价值，但由于理论的缺乏和实验研究方法的困难，非定向液体材料的挠曲电效应一直未能得以开展。为了明确非定向液体材料挠曲电效应的机理和力-电耦合效率，开展该类材料的挠曲电效应理论和实验研究具有非常重要的意义。 作者介绍 徐明龙，西安交通大学教授、博导，主要研究方向为高精度作动器、力学量传感器，振动主动控制，类压电效应及其应用等；担任机械结构强度与振动国家重点实验室副主任，西安交通大学航天航空学院副院长等职务。

本篇研究来自东南大学杨海宁教授课题组，文章详细阐述了硅基液晶器件中瞬时相位抖动的形成机理、表征方式和对其空间光场调控质量的影响，并分析比较了各种降低瞬时相位抖动方法的原理和优缺点。 文章介绍 Phase flicker in Liquid crystal on silicondevices Haining Yang, D. P. Chu 通讯作者 杨海宁，东南大学电子科学与工程学院，教育部信息显示与可视化国际合作联合实验室   本文首先介绍了如图1所示的硅基液晶器件的基本结构和工作原理。在此基础之上本文通过液晶器件的驱动原理，分析了硅基液晶器件中瞬时相位抖动（图二）的形成机理；根据驱动方式不同，进一步分析了模拟型和数字型硅基液晶器件中导致瞬时相位抖动的主要要因素。通过在不同应用场景中的实例，本文还比较了硅基液晶器件瞬时相位抖动在空间光场瞬时特性上的体现形式。本文还详细介绍了正交偏振式、衍射式和干涉式这三种硅基液晶器件瞬时相位特性的表征方式，详细阐述了各表征方式的工作原理、测试系统构架、数据分析方法以及各自的优缺点。最后，本文分析比较了多种降低硅基液晶器件中瞬时相位抖动的方法以及对器件其他光学性能的影响。针对数字型硅基液晶器件，本文着重介绍了一种描述数字脉宽调制驱动波形与液晶瞬时相位响应的理论模型。如图3所示，该模型可以精确预测硅基液晶器件在动态电场驱动下瞬时响应特征。通过运用该理论模型，可以大幅提升数字型硅基液器件中的瞬时相位稳定性。通过图4的实验结果，本文展示了瞬时相位抖动的降低可以提升全息显示的图像质量。 图1 硅基液晶器件基本构架 图2 硅基液晶器件中的瞬时相位抖动 图3 数字型硅基液晶器件中PWM驱动波形（蓝），预测瞬时相位响应（绿），实验测量瞬时相位响应（红） 图4 全息显示质量对比 （a）相位抖动优化前，（b）相位抖动优化后 研究背景 硅基液晶技术将先进半导体设计制造技术和液晶光子技术相结合，是一种重要的空间光场调控技术。纯相位型硅基液晶器件可以只对光束波阵面的相位进行空间调制而不影响其振幅，因此可实现最高光学效率的空间光场调控。通过与全息技术相结合，硅基液晶器件在空间光场调控的控制精度、灵活性以及功耗等方面都具有明显优势。目前，纯相位型硅基液晶器件作为空间光场调控的关键核心器件已经在信息显示和通信全光交换系统中得到了广泛应用，并在精密激光微加工，光学数据储存，脉冲整形等新兴领域也展现出了强大的应用前景。现有硅基液晶器件中都不同程度的存在一定的瞬时相位抖动，限制了该技术光场调控的性能，给该技术的进一步推广造成了障碍。 作者介绍 杨海宁于2009年获得东南大学学士学位, 2014年获得英国剑桥大学博士学位，现为东南大学大学电子科学与工程学院教授。杨海宁长期从事硅基液晶器件以及其在通信、信息显示和成像领域的研究工作。 初大平，剑桥大学教授、剑桥大学先进光子电子学中心主任，剑桥大学南京科技创新中心主任。现任剑桥大学先进光子电子中心（CAPE）主任，剑桥大学光电器件及传感器中心主任，为剑桥塞尔温学院院士，英国物理学会及工程技术学会会士，并兼任清华大学杰出客座教授，山东大学讲席教授和国际创新转化学院名誉院长，东南大学客座教授，南京大学兼职教授等。初大平教授研究领域包括半导体材料与器件，光电材料与器件，新型显示器和显示技术，纳米结构与性质，非挥发性存储器，有机半导体器件，以及喷墨制造工艺。

本篇研究来自上海交通大学赵跃课题组，文章采用先进的PLD技术在超高速（高达100nm/s）沉积条件下，制备了高含量BaHfO3 (BHO)掺杂的EuBa2Cu3O7 (EuBCO)薄膜。主要研究了BHO第二相在超高速生长条件下的外延机制，以及对在场性能的影响。 Ultra-fast growth (up to 100 nm/s) of heavily doped EuBa2Cu3O7 film with highly aligned BaHfO3 nanocolumn structure 超高速生长(高达100nm/s)高度有序的自组装BaHfO3纳米柱掺杂的EuBa2Cu3O7薄膜 Wu Yue; Jiang Guangyu; Zhu Jiamin; Wu Donghong; Quan Xueling; Shi Jiangtao; Suo hongli; Zhao Yue 武悦，姜广宇，朱佳敏，吴东红，权雪玲，师江涛，索红莉，赵跃 通讯作者： 赵跃 上海交通大学电子信息与电气工程学院   通过透射电子显微镜对超导膜截面的观察发现，BHO纳米柱从薄膜底部到表面均匀分布，平均直径约为5 nm，长度为50 ~ 100 nm，其密度高达70 um^-1。该BHO纳米柱，与EuBCO母相的c轴方向呈3°~5°的偏离。从选区电子衍射图分析发现，BHO第二相与 EBCO保持很好的晶体学取向关系，即BHO (100) <010> // EuBCO (001) <010>。与以往报道相比，在相同沉积速度下，低BHO掺杂量的EuBCO薄膜其显微结构为高密度层错与BHO纳米点的混合组织。而在高掺杂量下纳米复合超导层形成了高度有序的柱状结构。这一结果表明，在高速沉积条件下，第二相结构对掺杂量有很强的依赖性。因此，我们提出了一种浓度敏感的瞬时液相辅助的自组装生长机制来解释超高速沉积下的第二相生长方式。原子的弛豫时间随着沉积速度的增加而降低。掺杂浓度越高，原则上BHO成核位点的密度越高，等效于扩散距离的减小。即使在非常有限的弛豫时间内，大部分Hf原子也能以最小的能量移动到该位置，故形成了柱状纳米第二相。...

本篇研究来自湖南大学马建民教授和天津大学张志成教授课题组。在论文中，我们系统地讨论可持续过程中的各种电催化剂，并进一步了解其现状和挑战。我们邀请了许多著名的研究小组来写这个路线图，主题包括：铂及其合金、氧化物、硫系化合物、空心碳基、碳化物、原子分散Fe-N-C催化剂、无金属催化剂、单原子等氧还原催化剂；金属硼化物、过渡金属碳化物、过渡金属磷化物、氧化物、硫化物、层状双氢氧化物、碳基电催化剂、钌基电催化剂等水分解催化剂；属氧化物、金属硫化物、金属、碳、单原子催化剂，多相异相分子催化剂等二氧化碳还原电催化剂；以及用于氮气还原的氧化物、硫族化合物、C3N4、单原子等催化剂。 文章介绍 2020 Roadmap on electrocatalysts for green catalytic processes Jiandong Liu, Jianmin Ma, Zhicheng Zhang, Yuchen Qin, Yan-jie Wang, Yao Wang, Rou Tan, Xiaochuan Duan, Tong Zhen Tian, Cai Hong Zhang, Wen Wen Xie, Nian-Wu Li, Le Yu, Chenhuai Yang, Yanyan Zhao, Hamna Zia, Farhat Nosheen, Guangchao Zheng, Suraj Gupta, Xianhong Wu, Zhiyu Wang,...

JPhys Photonics是一本面向物理学中应用于光子学各个领域高质量研究的开放获取期刊。期刊包含光子学研究中最重要和最激动人心的进展，着重关注跨学科和多学科的研究。近日，我们陆续采访了JPhys Photonics中国的编委成员，让我们一起来看看他们对期刊以及领域发展的见解吧： 您为何选择光子学作为您的研究领域？ 光是各种研究手段中最直接的载体。光不仅是认识和理解物理世界各种各样的新奇现象的工具，也是发现新现象新性质的一个手段。在历史上对光的理解决定着物理科学的走向，在现今如何理解光子在微纳结构中行为也决定着下一层次的科技发展。作为一个研究光自身以及光如何和物质相互作用的学科，光子学即涉及物理基础也有广泛应用前景。 您目前从事光子学领域哪一部分的研究？ 光和物质相互作用、材料的非线性光学性质等。 您认为在未来五年内光子学领域的主要研究会是什么？ 发展集成光子芯片、构建多功能光子学器件、集成新型二维材料到各种微纳光子学器件中等。 是什么吸引您加入JPhys Photonics的编委会？ 两个原因：（1）我曾在主编Hugo Thienpont的研究组以博后身份工作多年，很荣幸可以通过这种方式支持他所领导的这个期刊，（2）期望可以通过JPhys Photonics期刊为媒介和同行交流以及推进光子学这个领域的发展。 您认为像JPhys Photonics这样的期刊存在的主要理由是什么？ 首先，作为期刊最基本的功能，它是发表光子学领域内各种工作的平台，基于目前庞大的研究群体，它起着快速交流最新光子学工作的功能；其次，期刊也具有在其领域内引导发展方向的作用。 编委介绍 程晋罗，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员。他于2002年获得中国科学技术大学应用物理学学士学位，2007年获得中国科学技术大学物理系凝聚态理论博士学位，之后分别在中国科学技术大学、多伦多大学及布鲁塞尔自由大学以博士后身份从事科学研究，于2016年加入中国科学院长春光学精密机械与物理研究所。 他目前的研究方向集中在半导体、金属、及新型二维材料中线性和非线性光学性质的理论研究，研究手段包括模型计算、第一性原理计算、及动力学演化等；以及集成了二维材料的光子学体系中非线性光学响应等相关方向。

本篇研究中国科学技术大学章根强教授课题组，研究发现： 通过简单的固相合成法构筑铰链状单晶Na0.44MnO2纳米棒，揭示了晶粒尺寸大小以及结晶性对电化学性能的影响。 基于一维纳米结构电极材料构建高性能钠离子全电池系统：Na0.44MnO2一维纳米棒作为正极材料，Co9S8@MoS2一维纳米管作为负极材料。 文章介绍 High Performance Sodium-ion Full Battery Based on One-Dimensional Nanostructures: The case of Na0.44MnO2 Cathode and MoS2 Anode Bo Peng （彭波）, Jingyu Gao （高靖宇）, Zhihao Sun（孙志浩）, Jie Li （李杰）and Genqiang Zhang （章根强） 通讯作者： 章根强 中国科学技术大学 本文采用简单的固相反应策略设计合成了单晶铰链状Na0.44MnO2纳米棒 (NMO-HNR)。主要讨论NMO-HNR在不同合成温度下的电化学性能差异，通过结合材料的结晶度，纳米形貌以及电化学性能，揭示了晶粒尺寸和结晶度对电化学性能的影响。结果表明，相比于煅烧温度为800（NMO-HNR-800）和850度（NMO-HNR-850）的样品，煅烧温度为900度（NMO-HNR-900）的样品可以贡献出最多的容量，这可以归因于良好的结晶性可以提供更多Na+插层位点。然而，NMO-HNR-850的样品表现出最好的倍率性能，这是因为NMO-HNR-850的晶粒尺寸较小，增加了Na+的扩散速率。通过测试循环2000圈之后的电池材料的形貌和结构，发现这种良好设计的单晶铰链纳米棒结构具有良好的结构稳定性，可以抵抗在循环过程产生的晶格应力，赋予了其良好的循环稳定性。 图1. 900度的煅烧温度下合成的NMO-HNR-900的形貌和微结构表征。 图2. 不同煅烧温度下合成的NMO-HNR的电化学性能对比。 为了进一步表明其在实际应用中的可能性，我们第一次报道和制备了以一维纳米棒NMO-HNR-900为正极，一维纳米管Co9S8@MoS2 HNT作为负极的钠离子全电池。这一有前景的全电池可以提供71.3 mAh g^-1的初始比容量以及62.1 Wh kg^-1的比能量。在循环80次之后仍然可以有72.1%的容量保留，表明该全电池具有较好的循环稳定性。我们相信这一研究为设计合适的正极材料提供了新思路，同时推动了钠离子电池的实用化进展。 图3. NMO-HNR-900//Co9S8@MoS2 HNT全电池性能。 研究背景 隧道式Na0.44MnO2是一种典型的钠离子电池正极材料，具有低成本、环境友好等优点，在未来作为大规模电能储存的钠离子电池中具有很大的应用潜力。然而，由于其缓慢的动力学和其在循环过程中的结构退化，导致Na0.44MnO2的循环性能和倍率性能较差，限制了其实际应用。近期，构筑一维纳米结构被认为是一种很好的策略来提高电极材料的电化学性能。然而，构建高性能一维纳米结构的Na0.44MnO2仍然是一个巨大的挑战，由于缺少合适的、廉价的制备工艺。与此同时，基于Na0.44MnO2作为正极材料的全电池系统却鲜有研究。本研究的目的，旨在提供一种简单高效的合成方法来合成一维Na0.44MnO2正极材料，并从全电池的角度考察了其电化学性能，为设计正极材料提供了新思路。...