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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。...

华中科技大学的李德慧教授课题组利用水相法合成一维钙钛矿C4N2H14PbI4晶体，并测量其光致发光发射和激发以及反射的各向异性，其中光致发光发射的线性二色比最高可达5.5，光致发光激发线性二色比可达到7。通过改变温度，发现样品的光致发光发射的各向异性随温度的升高而增大。 文章介绍 Optical anisotropy of one-dimensional perovskite C4N2H14PbI4 crystals 作者： 程雪 马佳琪 周云西 方晨 王军 李俊泽 通讯作者： 李德慧 华中科技大学 温兴林 华中科技大学 图1 一维钙钛矿的表征 本文利用水相法合成一维钙钛矿C4N2H14PbI4，晶体形貌呈现针状如图1。并对其进行了变温PL测量，发现自陷态激子发光随着温度的升高，峰位发生蓝移如图2。这主要是热膨胀效应和电子声子的相互作用引起的。 图2  一维钙钛矿的光学性质 接着研究一维钙钛矿的光学各向异性，包括光致发光发射，激发以及反射的各向异性。其中发射的线性二色比最大为5.5，激发的线性二色比最大为7，反射的线性二色比为1.3。这主要是一维钙钛矿的量子限制效应和跃迁偶极矩的各向异性引起的。 图3 光致发光的各向异性 图4 光致发光激发的各向异性 图5 反射的各向异性 研究背景 光学各向异性是制造偏振器、波片和相位匹配元件等线性和非线性的光学元件的基础，同时对光电敏感的器件也有着重要的意义。近年来，有机无机杂化钙钛矿因其合成简单和优异的光学性能，引起人们广泛的关注。其中三维和二维钙钛矿被广泛研究，而一维钙钛矿却鲜少报道。为了设计和优化基于一维钙钛矿的偏振光电器件，课题组合成一维钙钛矿C4N2H14PbI4，并测量其光学各向异性。 作者介绍 李德慧，华中科技大学教授。2013年获得南洋理工大学博士学位。2013~2016年，在加州大学洛杉矶分校做博士后。目前主要研究方向为功能性半导体纳米材料，系统研究其物理性质，并探索其在纳米电子学和纳米光子学领域的潜在应用，如光电探测器和发光器件等。 温兴林，华中科技大学副教授。2015年，获得南洋理工大学博士学位，2016年~2018年在南洋理工做博士后。主要研究，表面等离子体：局部表面等离子体共振，超材料；纳米材料的非线性和超快光学等。

Electronic Structure(EST）是第一本致力于整个电子结构领域的期刊。期刊涵盖的研究范围广泛，包含了从核心物理、化学和材料科学，到电子结构在其中起决定性作用的多个跨学科领域。这代表了我们的创始联合主编，来自美国劳伦斯伯克利国家实验室的Bert de Jong和编委成员，来自芬兰阿尔托大学的Risto Nieminen的不同研究背景领域。   期刊的主要目的是反映在理论和实践方面，由电子结构推进科学发现的丰富多样的研究领域。并把这些研究集中起来，通过EST的期刊平台来提高它们的可见度。作为IOP出版社材料科学学科集的一部分，我们已经建立的材料科学社群也能帮助EST提高可见性。   EST期刊提供快速出版服务，一旦您的稿件被接收，文章将于24小时内在网上发布（以及可引用的DOI）。EST期刊欢迎以下文章类型的投稿：研究论文、专题综述、技术札记。 编委介绍 孟胜，研究员，中国科学院物理所，男，1981年12月生，2000年中国科技大学毕业，2004年获中科院物理所凝聚态物理博士学位、瑞典Chalmers理工大学应用物理博士学位。2005-2009年在哈佛大学物理系任博士后。2009年7月回国任特聘研究员。现任研究员、课题组长、实验室副主任。 主要研究方向: (1)表面量子相互作用；(2)激发态量子动力学；(3)能量转化和存储微观机制、太阳能电池、原子尺度水特性等。 在该领域发表论文150余篇，其中第一或通讯作者论文120余篇（包括Phys. Rev. Lett.十八篇，Nature及Science子刊九篇，Nano Letters十五篇，PNAS/J. Am. Chem. Soc./ACS Nano约二十篇）。综述性论著六种，包括《水基础科学理论与实验》、《材料基因》等。论文共被引用8000余次；15篇研究论文各被引用100 次以上。H因子为45。 张亮博士现任苏州大学功能纳米与软物质研究院教授、博士生导师。近年来主要从事先进原位同步辐射技术与先进能源材料的交叉科学研究。曾获得中组部海外高层次人才计划青年项目，江苏省双创人才，江苏省六大人才高峰，英国物理学会JPhysD Emerging Leaders，德国洪堡奖学金等奖励。至今已在Science, ACS Nano, Nano Lett., Adv. Energy Mater.等杂志发表SCI论文70余篇，论文总被引用4000余次。

该研究来自北京航空航天大学单光存教授课题组的Journal of Physics：Condensed Matter (JPCM) 期刊Emerging Leaders 2020专辑约稿工作，以表彰其在磁性合金功能材料和同步辐射X射线精细结构吸收谱学应用研究领域所作出的杰出贡献。该工作与香港城市大学石灿鸿教授和韩国高丽大学张吉亮博士合作完成。通过实验和计算从原子局域结构角度探究铁基金属玻璃的磁性起源，研究结果对于研发具备平衡的饱和磁化强度和玻璃形成能力的高性能样品具有重要意义。 据悉，该Emerging Leaders2020荣誉奖励每年评选一次，主要奖励博士毕业十年之内，在凝聚态物理基础和材料物理研究领域开展原创性研究工作，取得创新性研究成果并在各自研究方向作出杰出贡献的优秀青年物理学者。 文章介绍 Structural Tuning for Enhanced Magnetic Performance by Y Substitution in FeB-Based Metallic Glasses Guangcun Shan (单光存), Xin Li (李鑫), Haoyi Tan (谭昊易), Chan-Hung Shek (石燦鴻) and Jiliang Zhang (张吉亮) 通讯作者： 单光存，北京航空航天大学 张吉亮，韩国高丽大学 由于具备良好的软磁性能，铁基金属玻璃成为近年来备受学术界和工业界关注的功能材料之一。铁基金属玻璃的临界尺寸已从微米级提升到厘米级。然而，较高的饱和磁化强度往往伴随着玻璃形成能力的牺牲。本研究从原子级局部结构的角度探究铁基金属玻璃的磁性起源，这对于研发优异磁性能和玻璃形成能力的高性能样品具有重要意义。 本研究以铁硼基金属玻璃为研究对象，成功制备了Fe71B17Y12、Fe71B17(NbYZr)12和Fe71B17Si12非晶态样品。通过VSM表征发现，三者虽然具有相同的元素占比，但饱和磁化强度却相差较大，其中Fe71B17Y12的饱和磁化强度高达108 emu/g，是Fe71B17(NbYZr)12的5倍。为了揭示磁性行的结构起源，及探究Y元素对磁性行为的影响，本研究从实验表征和理论计算两方面展开。实验上（图1），利用同步辐射X-射线精细结构吸收谱（EXAFS）技术对样品进行表征，分析样品原子级局部结构信息；理论上（图2），基于第一性原理对三种样品进行建模分析，通过计算对关联函数（pair correlation function, PCF）曲线，统计分析泰森多面体（Voronoi tessellation）、配位数和磁矩分布等方式解析样品局部结构对磁性行为的影响。研究表明，当Fe-Fe键分布较窄，距离较大，使得样品中Fe原子平均磁矩较大，例如Fe71B17Y12中的Fe原子平均磁矩为2.0μB；而当Fe-Fe键分布较宽，会使得样品中Fe原子平均磁矩较小，甚至可能会出现亚铁磁性耦合，例如Fe71B17(NbYZr)12中的Fe原子平均磁矩为0.45μB。 本工作创新地从原子局域结构的角度解释了Fe71B17Y12金属玻璃优异磁性的结构起源，揭示了FeB基金属玻璃磁性的结构起源，有助于理解金属玻璃结构和磁性的联系，更有助于理解4d过渡金属如何有效调控Fe基金属玻璃磁性能的物理机制，为开发高性能的Fe基软磁金属玻璃提供了新思路，同时对于开发新型磁性合金材料也具有一定启发意义。 作者介绍 单光存，博士，北京航空航天大学教授、博导，入选中组部高层次人才计划，香港城市大学顾问委员会委员；德国萨尔布吕肯大学访问教授。 教育部学位中心硕/博士学位论文评审专家和GF科工局基础科研专项评审专家；中国电子学会会员及青年科学家俱乐部会员、中国环境学会高级会员、中国图像图形学会高级会员等。长期从事凝聚态物理与技术物理以及人工智能与医工交叉研究；自2015年底引进加盟北航回国后承担科技部重点研发计划项目课题1项（课题负责人），同时作为智能测控任务负责人共同承担战略性国际科技合作重点专项“极低温区基准级温度测量研究”项目等。 近五年来受邀在GCSP2018、NEMS2019和PIERS2019等国际学术会议做邀请报告20余次；申请或授权发明专利20余项；荣获2018香港王寬誠教育基金会奖励资助以及2019全国高校人工智能大数据“人物创新奖”、2019中国产学研合作创新奖、2020年全国新基建教育教学研讨会优秀论文奖、2020北京发明创新人物奖以及被北京民建市委授予“抗击新冠肺炎疫情先进个人”称号等。

本篇研究来自山东大学郝晓涛教授所在课题组，研究发现： 给体组分重量比从20％提高到80％时，开路电压Voc从0.77 V增加到0.84 V； 给体组分重量比增加过程，低能范围内Y6的荧光峰从905 nm移到855 nm ； 给体组分重量比增加的过程，电致发光发射峰从936 nm逐渐减小到859 nm； 开路电压VOC的变化可归因于电荷转移态能量的增加以及施主与受主之间的分子间相互作用。 文章介绍 VOC Variation with Molecular Weight Fractions in Highly Efficient Organic Photovoltaic Bulk Heterojunctions Zhen-Chuan Wen, Meng-Si Niu, Tong Wang, Zhi-Hao Chen, Jia-Jia Guo, Chao-Chao Qin, Lin Feng, Hang Yin and Xiao-Tao Hao 通讯作者： 郝晓涛 山东大学 在这项研究中，我们研究了给体（D）：受体（A）重量分数与器件性能之间的关系，揭示了相应的光物理机制。光致发光和电致发光研究结果表明，引入PM6成分会导致Y6 光致发光光谱峰位发生明显的蓝移。我们将该现象归结于电荷转移态状态能量的增加以及给体和受体之间的分子间相互作用。因此，光伏器件获得了明显增加的开路电压VOC。一方面，优化的给体：受体混合比可以抑制光诱导的单重态激子被激发到更高的激发态，从而有效地减少了能量损失。另一方面，混合膜中长寿命解离的激子的存在有利于最大程度地收集光生电荷。  原子力显微镜和中子反射研究结果表明，较高的受体含量有利于形成互穿网络形态，并获得较高的填充因子（FF）和短路电流（JSC），从而实现15％以上的能量转换效率。 研究背景 近年来，持续增长的能源需求引起了科学家的注意力。许多研究小组致力于通过开发环保新型清洁能源来替代传统化石燃料。有机光伏（OPV）因其具有诸如成本效益，重量轻，以及在卷对卷加工的大面积制造中的巨大潜力等优势而备受关注。最近，单结有机太阳能电池性（OSCs）能取得了突破，功率转换效率（PCE）超过18％。基于PM6：Y6系统的有机太阳能电池性的功率转换效率也已经超过了商业化瓶颈15％，极大地促进了有机光伏产业的商业发展。在该类高性能异质结系统中，对开路电压（VOC）损耗机制的研究可以为高效率材料的合成以及器件性能的优化提供合理化的建议。 作者介绍 郝晓涛，山东大学物理学院教授。英国物理学会会士，英国皇家化学会会士，晶体材料国家重点实验室固定成员，入选首批国家海外高层次青年人才计划。目前担任国际薄膜学会区域副主席，墨尔本大学名誉研究员，山东物理学会常务理事，山东省光学工程学会常务理事。主要研究方向为低维有机半导体物理、有机太阳能电池、超快光谱学等。

IOP出版社旗下Environmental Research: Infrastructure and Sustainability（ERIS）是一本涵盖多学科的开放获取期刊，它独创地将多个学科领域汇集在一起，共同应对与基础设施和可持续性相关的各种问题及全部地理环境下的重大挑战。  期刊内容包括环境、经济和社会因素等议题，鼓励所有涵盖定性、定量、实验性、理论及应用研究的所有方法学研究。期刊采用开放获取出版形式出版，为发表的研究提供最大程度的曝光率、影响范围及影响力。期刊多元化的编委会通过IOP出版社的全球专业审稿人资源网络，保证了ERIS同行评审的高质量（其中包括透明同行评审政策）。   作为开放科学承诺的一部分，IOP出版社将免除在2022年之前向ERIS投稿的所有文章的文章出版费用（APC）。   在ERIS多元化的编委会成员当中，也有不少来自中国的编委，他们是（排名不分先后）： 常远，中央财经大学 陈伟强，中国科学院城市环境研究所 崔胜辉，中国科学院城市环境研究所 冯玉杰，哈尔滨工业大学 耿涌，上海交通大学 刘欢，清华大学 刘竹，清华大学 吕林，香港理工大学 张力小，北京师范大学