客座编辑 Dario Bercioux, 西班牙Donostia国际物理研究中心 Alessandro De Martino, 伦敦大学城市学院 Reyes Calvo, 西班牙阿利坎特大学 主题范围 This Special Issue aims to cover recent progress in the exploration of fundamental quantum phenomena and in the development of quantum technologies based on electron quantum optics (EQO). This research field deals with the propagation, interference, and manipulation of ballistic charge carriers...
客座编辑 Ayache Bouakaz，法国国家健康与医学研究院 张红梅，西安交通大学 Xiaofeng Yang，美国埃默里大学 王弟亚，西安交通大学 主题范围 Over the past decades, ultrasound imaging has become a valuable tool across a broad spectrum of domains. It spreads over medical imaging applications, ranging from routine screening, Contrast-enhanced ultrasound, Tissue characterization and Doppler to – more emerging innovations in ultrasound – Elastography, Functional Imaging, Real-time Monitoring and...
IOP英国物理学会出版社旗下期刊Journal of Physics: Condensed Matter（JPCM）近日宣布清华大学曹炳阳教授加入该刊编委会，担任编委。我们在此表示热烈欢迎！ 编委介绍 曹炳阳 教授 清华大学 曹炳阳，清华大学航天航空学院教授，国家杰青，国际先进材料学会Fellow，亚洲热科学联合会Founding Fellow，美国工程科学学会Fellow。曾获得教育部新世纪优秀人才支持计划、中国工程热物理学会吴仲华优秀青年学者奖、教育部自然科学一等奖、国际先进材料学会IAAM Medal、爱思唯尔高被引学者奖等荣誉。担任中国工程热物理学会传热传质青年委员会主任、中国复合材料学会导热复合材料专业委员会副主任、亚洲热科学与工程联合会执行理事、中国工程热物理学会理事、中国热管理产业技术创新战略联盟理事、中国工程热物理学会传热传质专业委员会委员、中国航空学会燃烧与传热专业委员会委员、中国宇航学会空间能源专业委员会委员等学术职务。主要研究领域为微纳尺度传热、热功能材料及电子器件热管理，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家重大科技专项等三十多项课题，迄今发表SCI学术论文180余篇，担任ES Energy & Environment主编，Journal of Physics: Condensed Matter、Materials、Scientific Reports等9个国际期刊编委。 期刊介绍 Journal of Physics: Condensed Matter 2021年影响因子：2.745 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。
我们很高兴地宣布，由IOP出版社推出的全新期刊——Environmental Research: Climate（ERCL）期刊发表了首批文章！ ERCL是IOP出版社Environmental Research开放获取系列的最新成员，致力于理解气候变化产生的原因、导致的影响和解决方案。为了进一步支持开放研究和我们的第一批作者，IOP出版社将免除所有在2024年初之前投稿的文章出版费用（APC）。 阅读由主编Noah Diffenbaugh教授撰写的卷首语，并探索我们的首批开放获取文章吧。 首批文章介绍 Editorial Introducing “Environmental Research: Climate” – a new journal devoted to understanding the causes, consequences and solutions of climate variability and change Noah Diffenbaugh Topical Review Extreme weather impacts of climate change: an attribution perspective Ben Clarke, Friederike Otto, Rupert Stuart-Smith, Luke James Harrington Paper Irrigating urban...
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。近日，我们采访了期刊编委之一，来自上海大学数学系的张大军教授，让我们一起来看看他对期刊以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. 您为什么选择从事相关的领域研究？ 我所在的大的研究方向是数学物理，具体的研究方向是“可积系统理论及其应用”。这一方向兴起于上世纪60年代，美国数学家Martin David Kruskal 及其合作者引入了孤立子（soliton）的概念、并随后建立了求解非线性可积偏微分方程初值问题的“反散射变换”方法。现在，可积系统理论已经形成了一个集分析、代数、几何、表示论、算子理论、随机矩阵理论、特殊函数理论、组合几何等诸多数学分支于一体的领域，并深深融入进物理（非线性光学、统计力学、量子力学、量子场论等）、流体力学、生物等学科，不少菲尔兹奖、沃尔夫奖、阿贝尔奖获得者的工作都与可积系统理论有关。我从研究生阶段就进入了这一研究方向。“可积系统理论”仍然处于一个重要的、有活力的发展阶段，不断有重要的成果出现，体现了各种数学工具的综合应用、或者是在应用领域的重要作用。这是这一方向吸引众多学者（包括我）的原因。 2. 您目前从事的研究工作有哪些？ 我目前研究离散可积系统，特别是其中的直接方法、新的数学结构、以及与椭圆函数相关的内容等。 3. 您认为五年后该领域的研究重点将会是什么？ 就可积系统理论这一方向而言，我认为： 离散可积理论（对于发展离散复分析、离散几何、差分方程理论有重要作用） 可积系统的数学结构 可积系统在各个领域的应用 可积系统与偏微分方程理论的深度结合 可积系统与机器学习 4. 是什么吸引您加入Journal of Physics A期刊编委团队? JPhysA良好的学术声誉的专业水平； JPhysA在可积系统领域中的影响； 我希望能够为这个方向的发展做一些贡献； 通过学习和交流，让自身得到提高； 我个人对于JPhysA的感情：我的第一篇通讯作者的论文发表在JPhysA。 5. 您认为像Journal of Physics A这样的期刊对领域的发展有什么重要影响？ JPhysA是可积系统等几个方向的主要核心期刊，学术期刊中需要JPhysA这样有良好学术声誉的期刊，希望JPhysA能够继续坚持维护期刊声誉、吸引高水平论文。 编委介绍 张大军 教授 上海大学 张大军，上海大学数学系教授。1990-1994河北师范大学数学系学士，1994-1997上海大学数学系计算数学硕士，1998-2002上海大学数学系博士。主要研究兴趣为孤立子与可积系统: 精确解与数学结构，目前主要研究离散可积系统。自2020年1月开始担任Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical期刊编委。 期刊介绍...
据英国物理学会（IOP）的消息，清华大学李和平研究员当选为英国物理学会会士（Fellow of the Institute of Physics，FInstP）。 英国物理学会（Institute of Physics，简称IOP）成立于1873年，是一个致力于提高对物理学理解和应用的知名国际性学术机构，其使命是促进物理学的发展和其在全世界的传播，致力于在全球范围内推动和传播物理学的研究和应用, 以及促进物理学教育的发展。根据专家推荐，学会每年遴选英国及国际上在物理学科学研究领域取得杰出成就和为推动物理学科学发展作出卓越贡献的科学家为其会士。 会士介绍 李和平 研究员 清华大学 李和平，清华大学工程物理系特别研究员、长聘副教授、博士生导师，英国工程技术学会会士（Fellow, IET）、英国物理学会会士（Fellow, Institute of Physics）、中国电子学会会士、美国电气和电子工程师协会高级会员（Senior Member、IEEE）、中国电工技术学会和中国核学会高级会员；中国电工技术学会等离子体及应用专业委员会副主任委员、中国电子学会应用磁学分会第十届委员会副秘书长及生命电磁学学组副主任委员、中国计量测试学会自动计量测控技术专业委员会委员、中国电工技术学会生物电工专业委员会委员、中国宇航学会电推进专业委员会委员。英文期刊《High Voltage》Associate Editor，曾担任英文学术期刊《Plasma Science & Technology》、《IEEE Transactions on Radiation & Plasma Medical Sciences》和《Applied Sciences-Basel》等离子体专题 Guest Editor, 并多次担任中文学术期刊《高电压技术》等离子体专题主编。 1996年7月从西安交通大学能源与动力工程系本科毕业，获工学学士学位；2001年7月从清华大学工程力学系研究生毕业，获工学硕士和博士学位，被评为清华大学优秀博士毕业生，获得“清华大学优秀博士论文二等奖”、蔡诗东“等离子体物理博士论文奖”，以及2004年度全国优秀博士论文提名奖。2001年9月至2004年3月在美国明尼苏达大学机械工程系高温与等离子体实验室师从美国工程院院士E. Pfender教授从事等离子体高级材料加工方面的博士后研究工作。2004年4月受聘于清华大学工程物理系，期间以客座副教授身份于2005年6-8月在美国明尼苏达大学机械工程系高温与等离子体实验室合作研究，2005年11月在日本东京中央大学合作研究，2009年12月在日本东北大学合作研究。目前主要从事气体放电等离子体非平衡协同输运机制的基础研究及其在等离子体生物医学、空间等离子体环境地面模拟以及带电粒子非平衡输运等领域的应用研究工作，主持或作为技术骨干承担了国家自然科学基金、科技部科技支撑计划、北京市自然科学基金和科委科技项目、日本JST CREST以及韩国KIST国际合作项目的研究工作。 到目前为止，共在国内外学术期刊及会议上发表论文390余篇（包括Phys. Rep.、Appl. Phys. Lett.、Sci. Rep.、Plasma Process Polym.、Plasma Sources Sci. Technol.、J. Phys. D – Appl. Phys等SCI检索期刊论文97篇），在国内外会议上做邀请报告40次，获得授权国家发明专利16项、软件著作权6项，研究结果被国内外同行引用2800余次，H因子为28。2008年“电弧热等离子体体系中三维效应的研究”获得教育部自然科学二等奖；2017年“Novel ARTP...
客座编辑 Suk Bum Chung, 韩国首尔大学 Se Kwon Kim, 韩国科学技术院 臧佳栋, 美国新罕布什尔大学 Egor Babaev, 瑞典皇家理工学院 主题范围 Illustration of a vortex-antivortex pair in superconductors and magnets, a prototypical example of solitons. Solitons are pivotal objects through which we understand transport properties and critical phenomena of diverse condensed matter which include liquid crystals with boojums, magnets...
当您向IOP出版社旗下的任何期刊投稿时，您可以使用我们最新的文章检查工具来提高文章进入同行评审的机会。Paperpal Preflight是一款基于网页的免费自动检查工具，可检测手稿中容易出现的常见问题，让您有机会在向期刊投稿前进行修改。 在进行文章的一系列自动检查之前，您需要将手稿以Word版本上传。然后，Paperpal Preflight将进行自动检测，并将发现的问题反馈给您。您也可以选择支付一定的费用，就可以获得针对您的稿件提出的修改建议；当然，这完全基于个人选择的。 >>使用Paperpal Preflight文章检查功能 自动检查包含了以下多方面的内容： 语言 语法 存在道德、资金、利益冲突和数据访问声明 数字和表格的标签 为了提高您文章进入同行评审环节的机会，我们建议您开始使用Paperpal Preflight。同时，在正式投稿之前，也别忘了使用我们的文章投稿清单哦！
基于冯·诺依曼架构的现代计算如今是一门成熟的前沿科学。在冯·诺伊曼体系结构中，处理和存储单元由两个分离的部分来实现，两个部分之间会密集而连续地交换数据。这种数据传输导致了大部分功耗的产生。下一代计算机技术被期望以每秒百亿亿次计算的速度来解决问题。即使这些未来的计算机将非常强大，如果它们是基于冯·诺伊曼类型的架构，它们将消耗20到30兆瓦的电力，而且不会像我们的大脑那样具有内置的学习或处理复杂数据的能力。这些需求可以通过受人脑生物学概念启发的“神经形态”计算系统来解决。 “神经形态”一词最初是由Carver Mead在上世纪90年代创造，指的是从大脑的神经生物学架构中汲取灵感的混合模拟/数字超大规模集成计算系统。“神经形态工程”作为一个跨学科研究领域应运而生，专注于构建电子神经处理系统以直接“模拟”真实神经元和突触的生物物理现象。自然为人类向更可持续的计算场景发展提供了非常重要的灵感。因为集成了非易失性存储器和模拟/数字处理电路，并具备从复杂数据中动态学习的能力，神经形态系统展现出比传统处理器显著更低的功耗。 《2022神经形态计算和工程路线图》于近日发表在Neuromorphic Computing and Engineering期刊上。路线图的总体目标是提供一个对神经形态技术不同研究领域和领域发展情况的概述，以评估该技术在前沿技术领域的潜在应用，并指出要实现这些目标所需的必要进展。路线图展示了神经形态技术的现状，并围绕神经形态技术的主要领域，包括材料、器件、神经形态电路、神经形态算法、应用和伦理学，就未来所面临的挑战和机遇提出观点。路线图是一个不同视角的集合，神经形态领域的开拓研究人员们围绕每个研究领域的当前状态和未来挑战提供了他们自己的观点。我们希望这个路线图将成为一个有用的资源，为领域外的读者以及正打算进入该领域的研究人员提供一个简明而全面的介绍，并为领域内的研究人员提供对未来的展望。 文章介绍 2022 roadmap on neuromorphic computing and engineering Dennis V Christensen, Regina Dittmann, Bernabe Linares-Barranco, Abu Sebastian, Manuel Le Gallo, Andrea Redaelli, Stefan Slesazeck, Thomas Mikolajick, Sabina Spiga, StephanMenzel, Ilia Valov, Gianluca Milano, Carlo Ricciardi, Shi-Jun Liang, FengMiao, Mario Lanza, Tyler J Quill, Scott T Keene, Alberto Salleo, Julie Grollier, Danijela Marković, Alice...
客座编辑 Antonio Urbina, 西班牙纳瓦拉公立大学高等材料与数学研究所(INAMAT2) Chiara Candelise, 英国帝国理工学院和意大利博科尼大学 主题范围 Solar electricity generated by photovoltaic systems is becoming a major contributor to the energy supply in many countries thus contributing to decarbonize the electricity mix and saving as much as 875 million tons of CO2eq. Photovoltaic installed capacity has grown exponentially in the past few...
《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。 文章介绍 结构动力：电动汽车制造商正准备将电池组集成到汽车底盘中，但更长远的目标是设计能够同时作为动 随着电池技术的持续进步，电动汽车首次成为化石燃料汽车的可行替代品。然而，为了推动电动汽车的普及（特别是改进储能设备设计，以提升电动汽车的单次充电可行驶里程）并将电气化解决方案扩展至航空等其他交通方式，进一步创新至关重要。 德克萨斯州农工大学Jodie Lutkenhaus团队正在探索一种新方法，即将电池和超级电容器集成到车辆承载结构中。这种结构储能设备可以在不增加额外重量的情况下提供更多动力，从而提高电动汽车的燃油效率，并有望为飞机提供二级动力源。“例如在商用客机中，嵌入地板的电池可以为机舱内的触摸屏和其他电气设备供电，”Lutkenhaus解释道。“总体而言，它可以提高燃油效率，因为你无需使用太多能源为电气部件供电。” 这些结构装置所需的多功能材料必须具备前所未有的组合性能。大多数电极材料呈粉末状，其孔隙率足以确保离子的有效传输，而结构部件需要具备一定的刚度和强度。“我们正在尝试通过模仿由碳纤维增强环氧树脂制成的结构复合材料，制造出性能相似的电池和电容器，”Lutkenhaus解释道。“我们使用石墨烯和Kevlar纳米纤维等添加剂来提高刚度，但它们不是很活跃。这些添加剂会削弱有利于机械性能的类似电池行为。” Lutkenhaus团队利用界面化学解决了这个问题，通过增强添加剂和电极材料之间的结合力，从而减少增强材料所需的添加剂量。在最近一项研究中，他们证明了由还原氧化石墨烯（rGO）制成的超级电容器可以通过使用聚多巴胺（一种高粘性聚合物）对结构进行化学改性，然后添加少量Kevlar纳米纤维来增强材料。Lutkenhaus说：“只需撒上一点纳米纤维，机械性能就会提升。” 评估多功能材料的性能需要一套全面测试。为探测电极的机械性能，Lutkenhaus团队使用了美国热分析仪器公司（TA Instruments）的动态机械分析仪（DMA）。该分析仪最常用于测量随温度变化或施加应力或应变时机械性能所产生的变化。“我们更多地将它用作拉伸测试仪，这一做法并不常见，”Lutkenhaus说道。“我们使用DMA是因为电池电极非常薄，厚度大约为100微米。DMA提供了一种薄膜和纤维夹装置，可用于测量模量、韧性和极限应力等性能。” 测试时间：Jodie Lutkenhaus及其团队利用动态机械分析仪测量用Kevlar纳米纤维增强的石墨烯电极拉伸强度（来源：J Lutkenhaus提供） 测试表明，如果在改性rGO电极中添加10%重量的Kevlar纳米纤维，结构可表现出近200 MPa的拉伸强度和超过10 MPa的杨氏模量，这与木材或骨头等天然材料的机械性能相似。早期研究需要更高浓度的纳米纤维才能达到相同的强度和刚度，但在本研究中，rGO电极的化学改性使电容增加了23%，同时仍然保持相当的机械性能。 Lutkenhaus团队还使用Kevlar纳米纤维设计电池隔膜，在阳极和阴极之间提供物理屏障防止短路，但仍需让离子在两者之间移动。“电池隔膜很难设计，”Lutkenhaus说。“它们需要具备前所未有的组合性能，包括良好的离子电导率、机械强度和较大温度范围内的热稳定性。” Lutkenhaus指出，锂离子电池中最常见的商用隔膜Celgard在较高温度下会开始分解。“这种材料会经历熔化或软化的转变，最终导致电池失效，”她解释道。“在我们的研究中，需要确定任何可能限制电池工作温度的热转变情况。” Lutkenhaus团队将标准Celgard隔膜的热性能与基于Kevlar纳米纤维的隔膜进行了比较。为测量热行为，他们使用TA仪器的差示扫描量热仪（DSC）测量了在不同温度下改变材料温度所需的热量。DSC曲线显示，Celgard在160°C左右开始熔化，冷却后在113°C再结晶，符合他们的预期。相比之下，基于Kevlar的隔膜在高达400°C的温度下热行为并无变化。Lutkenhaus说，“不同以往，你在做实验时希望得到一条平坦的线，因为你不想观察到任何热特征。” 其他测试研究了隔膜物理结构开始分解的温度。研究人员使用TA仪器的热重分析仪（TGA）测量了样品质量随温度升高的变化。他们发现，Celgard在270°C左右质量开始减少，而基于Kevlar的隔膜可以加热到近乎450°C也不出现任何分解迹象。研究人员还发现，Kevlar纳米纤维遇火时会自熄，这是一项重要的电池安全特性。然而，商用Celgard隔膜在干燥条件下会收缩，在被电解质润湿时会完全燃烧。 使用DMA进行的机械测试表明，在干燥条件下，基于Kevlar的隔膜杨氏模量是商用Celgard 隔膜的约1000倍，在潮湿时二者具有大致相当的强度和刚度。同时，探测材料在恒定应力下机械行为的蠕变测量表明，Celgard隔膜在较高温度下会伸展，这与在其热曲线中观察到的熔化和软化效应一致。 Lutkenhaus说，“基于Kevlar的隔膜在高达400°C的温度下不会出现任何变形，再次展现出比商用隔膜更好的热稳定性。” Lutkenhaus认为，由于基于Kevlar纳米纤维的隔膜具有卓越的热性能，因此适用于在极端环境中运行的储能设备。然而，与Celgard隔膜相比，将基于Kevlar的隔膜集成到锂离子电池中会导致容量略有下降，并且在50次充放电循环后容量会出现显著下降，所以还需要做更多研究来提高其电化学性能。 Lutkenhaus团队目前还在研究常用于结构复合材料的碳纤维作为电池材料机械基体的潜力。将电极材料嵌入碳纤维中已被证明可以制造出具有一定刚度和强度的设备，但其储存的能量还不足以与常规锂离子电池相媲美。“我们对热行为也很感兴趣，因为需要安装结构电池的车辆可能会在较低温度或高温沙漠中行驶，”Lutkenhaus说。“此外，我们还应开始考虑机械冲击对这些设备的影响，以了解它们在意外事故中的表现。” *注：美国TA仪器公司（TA Instruments）隶属于专业测试和测量公司沃特世集团（Waters Corporation）。了解有关电池材料和组件最佳测试解决方案的更多详细信息，请访问沃特世/TA 仪器公司网站。 >>点击查看文章原文。
客座编辑： 吕琳媛，电子科技大学基础与前沿研究院 Yi-Cheng Zhang ，瑞士弗里堡大学理论物理系 Luciano Pietronero，意大利罗马第一大学物理系 主题范围 Since the 1990s, a growing number of economists and social scientists began to view the economy as a complex adaptive system, in which the aggregate behavior emerges from the interactions between its heterogeneous components. Out of this exploration has come to a new approach – complexity economics....
