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本篇研究来自中国科学院西安光学精密机械研究所杨阳博士课题组，研究的主要发现为： 首次将渐变带隙窗口层结构用于全固态光子增强热电子发射器件以提升其性能。 在界面复合速率较大时，有渐变带隙窗口层的器件具有更高的转化效率且其增强作用不受温度影响。 研究发现全固态光子增强热电子发射器件的最佳势垒条件与真空结构器件截然不同，其存在一个与温度相关的最佳阈值。 文章介绍 High-performance solid-state photon-enhanced thermionic emission solar energy converters with graded bandgap window-layer Yang Yang, Peng Xu, Weiwei Cao, Bingli Zhu, Bo Wang, Yonglin Bai, Junjun Qin, Xiaohong Bai and Zhen Chen 通讯作者： 杨阳 中国科学院西安光学精密机械研究所 利用窗口层材料带隙梯度变化可以产生一个内建电场，窗口层不但能够阻挡光生电子向后界面复合，其中的内建电场还能驱动窗口层中的光生电子向吸收层运动参与发射，因此其能够提高光电转化效率。在本项研究中，我们探讨了将渐变带隙窗口层应用于全固态PETE器件以提高其性能的可行性，采用GaAs作为吸收层，AlxGa1-xAs作为窗口层，通过改变窗口层中的Al组分来产生内建电场。基于一维稳态半导体运输方程建立了理论模型，详细研究了窗口层材料与结构参数对于器件转化效率的影响关系。研究表明，提高后界面处Al组分和降低窗口层厚度能够有效提高转化效率，这是因为这一变化能提高窗口层的内建电场强度从而有利于光生电子收集，而与窗口层中光吸收的变化无关。相比均匀带隙窗口层和无窗口层的器件，在后界面复合速率较大时具有渐变带隙窗口层的全固态PETE器件仍能保持较高的转化效率。全固态PETE器件发射界面处的势垒高度存在一个与工作温度相关的阈值条件，当势垒小于此阈值时其伏安特性接近理想。本项研究为进一步完善全固态PETE器件设计，推动PETE效应实用化发展奠定了理论基础。 具有渐变带隙窗口层的全固态PETE器件能带结构示意图。 不同结构的全固态PETE器件其转化效率随界面复合速率的变化关系。 研究背景 光子增强热电子发射（PETE）效应是一种新提出的太阳能光电能量转化机理，能够同时利用光子能量和光生热能，具有很高的理论效率。然而实际中的PETE器件采用真空结构，由于其激活层在高温下不稳定、存在空间电荷效应降低输出电流，难以制作实用器件。采用宽禁带半导体代替真空层的全固态PETE器件有望从根本上避免出现以上问题，从而推进PETE效应的实用化发展。根据研究，器件后界面复合会大幅降低全固态PETE器件的输出电压和电流，严重影响其转化效率。在后界面附近重掺杂形成背部电场可降低后界面复合，然而掺杂引入的电场会随温度升高而降低。使用宽带隙窗口层也可降低后界面复合，然而窗口层中的光生电子不能得到有效的收集和利用，影响转化效率。 作者介绍 杨阳，博士，中国科学院西安光学精密机械研究所助理研究员，主要从事新型光电材料与器件、超快光电子器件的研制工作。

针对文章题目的问题，最新研究表明，第二波流行病在与接触者分布均匀的群体内及与接触者数量不同的亚群体内的传播情况会有很大不同。   这项研究的作者来自美国奥克兰大学、诺维高中和加州理工大学。他们用模拟方法推算了传染病在人群中的发展过程，其中每个个体的连通性随着时间的推移而改变，并通过模拟政治决策研究了不同隔离政策的影响。此项研究发表在Europhysics Letters期刊12月23日发表的文章上。 作者们表示：“最近，几位作者将隔离政策纳入COVID-19模型中。然而，这些模型不是基于网络的。此外，作为文章的中心问题之一，他们没有讨论为尽量减少感染者的数量而放松最佳隔离政策。”基于网络的模型的好处是它能更准确地解释了个体疾病持续时间的峰值分布，从而解决连续体模型的不足。而且，它不需要假设每个个体的接触数量相等，因此它能更准确地模拟了社会人群的底层微观结构。 根据作者的说法，如果一个群体接触的人数分布均匀，“在流行病结束时，感染者的总数与没有颁布封锁令的情况相同（撇开卫生系统的饱和不谈），”而在接触频率不同的情况下，感染者的总人数可能要少得多。产生这种影响的原因很简单，具有大量接触者（高接触人群）的个体获得免疫后，通过这些个体来阻止疫情的传播，从而减缓疫情通过人群网络的传播。因此，允许低接触人群进行接触（通过解除锁定）的最佳时机是在高接触人群免疫之后；这将使在流行病爆发过程中受感染个体的净数量最小化。 文章建议采取不同程度的手段提升隔离政策，“首先建议进行最高程度的隔离政策。在实践中，当国家开始提升隔离等级（或从一个阶段的隔离转到下一个阶段），是可以具有选择性的。可以选择开放较小的商店（收银员是高接触人群）或是允许聚会（通常由低接触人群组成）。模型建议首先开放商店，这样就可以避免许多个体（主要是低接触人群）被感染”。 作者继续表示：“文章有两个重要的结论：第一，它强调了采取封锁措施阻止第一次疫情爆发的重要性；第二，它表明第二波传播及之后的传播可能比预期的要温和。” 正如媒体关于采取封锁措施的相关性争议所揭示的那样，结果是相反的。本文指出了人们行为的异质性影响了他们保护自己不受传染的能力，这是在分析流行病传播时常被忽视的一个重要特征。

Environmental Research Letters（ERL）近日公布了2019年最佳文章奖的获奖名单。ERL最佳文章奖由期刊编委会成员投票产生，是期刊年度奖项计划的一部分。所有获奖人将收到由期刊颁发的证书及奖品。 ERL2019年最佳文章奖获奖名单 2019年最佳原创文章奖 The growth of climate change misinformation in US philanthropy: evidence from natural language processing Justin Farrell   2019年最佳综述文章奖 Robust climate change research: a review on multi-model analysis Hongbo Duan, Gupeng Zhang, Shouyang Wang and Ying Fan   2019年最佳青年科研人员文章奖 The effects of climate extremes on global agricultural yields Elisabeth Vogel, Markus...

本篇研究来自南京大学陆海教授课题组，本研究首次报道了基于原位MOCVD生长的高质量SiNx栅介质层与先栅工艺在金属-绝缘体-半导体（MIS）结构 AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）中的应用潜力。在系统的正/负偏压温度不稳定性（PBTI/NBTI）测试中，先栅工艺所制备器件相比于后栅工艺器件在阈值电压稳定性方面表现出显著提升。 文章介绍 Gate-first AlGaN/GaN HEMT technology for enhanced threshold voltage stability based on MOCVD-grown in situ SiNx Liang Cheng （程亮）, Weizong Xu（徐尉宗）, Danfeng Pan（潘丹峰）, Huinan Liang（梁辉南）, Ronghua Wang（王荣华）, Youhua Zhu（朱友华）, Fangfang Ren（任芳芳）, Dong Zhou （周东）, Jiandong Ye（叶建东）, Dunjun Chen （陈敦军）, Rong Zhang （张荣）, Youdou Zheng （郑有炓） and Hai Lu（陆海） 通讯作者： 徐尉宗  南京大学 陆海  南京大学...

本篇研究来自南京大学何亮教授课题组，研究主要针对基于磁性拓扑绝缘体具有较强的反常霍尔效应，从而有望获得大的灵敏度。本工作通过优化Cr的掺杂浓度，获得了目前基于磁性拓扑绝缘体反常霍尔效应传感器的研究中最大的灵敏度，6625Ω/T。这为基于磁性拓扑绝缘体反常霍尔效应传感器的研究以及应用提供了基础。 文章介绍 Ultra-sensitive anomalous Hall effect sensors based on Cr-doped Bi2Te3 topological insulator thin films Jiai Ning, Yafei Zhao, Zhendong Chen, Yizhe sun, Qinwu Gao, Yequan Chen, Moorthi Kanagaraj, Junran Zhang, Liang He 通讯作者： 何亮 南京大学 赵亚飞 南京大学   本工作主要采用分子束外延生长技术，制备出Cr掺杂的Bi2Te3拓扑绝缘体薄膜。通过调控Cr的掺杂浓度获得具有不同Cr含量的CrxBi2-xTe3磁性拓扑绝缘体薄膜。通过等离子反应耦合刻蚀，将该薄膜刻蚀出标准霍尔bar形状。通过X射线衍射仪表征出不同Cr掺杂浓度下的CrxBi2-xTe3样品中并没有出现由于掺杂可能会导致的第二相或者杂质相(图1)。通过低温电输运测试对制备的反常霍尔传感器进行其电磁输运特性表征。基于CrxBi2-xTe3反常霍尔效应传感器的霍尔电阻呈现出显著的磁滞回线形状 (图2)，表明CrxBi2-xTe3薄膜中具有长程磁有序。并且通过横向磁阻呈现出典型的蝴蝶形状 (图 3）进一步说明了Cr的掺杂为Bi2Te3薄膜引入了磁性。通过反常霍尔效应以及Arrott 拟合得到CrxBi2-xTe3薄膜样品的居里温度。当Cr的掺杂浓度x=0.2时，居里温度可达到50 K。对基于CrxBi2-xTe3反常霍尔效应传感器的灵敏度进行分析(图4)。Cr的引入会为Bi2Te3引入磁性，伴随着反常霍效应的增强。然而，当Cr的掺杂量超过x = 0.09时，由于间隙位置的Cr和取代Bi位置的Cr会发生反铁磁耦合，从而削弱了磁滞回线的矩阵度，导致灵敏度在较大掺杂量下的削弱。本工作通过优化Cr的掺杂浓度，在x = 0.09时，获得最大灵敏度为6625 Ω/T，并且当温度为20K时，其灵敏度仍然可以保持在4082 Ω/T。 研究背景： 基于霍尔效应，霍尔传感器作为磁力计的重要组成部分，广泛应用于汽车、船舶以及消费电子等领域。不同于由洛伦兹力产生的霍尔效应，反常霍尔效应(AHE)则是一种在铁磁材料中由于自旋极化载流子的自旋轨道相互作用而产生。反常霍尔效应的出现带来了一种新型的低功耗霍尔传感器-反常霍尔效应传感器。 由于反常霍尔效应传感器的灵敏度主要依赖于材料中强的反常霍尔效应，因此，具有量子化反常霍尔效应的磁性拓扑绝缘体成为了研究高灵敏度反常霍尔传感器的理想材料之一。基于此，本工作通过分子束外延生长技术制备出Cr掺杂Bi2Te3磁性拓扑绝缘体薄膜。通过优化Cr的掺杂浓度，获得了基于CrxBi2-xTe3反常霍尔效应传感器的最大灵敏度可6625Ω/T，这对基于磁性拓扑绝缘体传感器的研究和应用打下了基础。 作者介绍...

Steven Vogel Young Investigator Award Steven Vogel是一位天才的科学家，并十分善于沟通。同时，他也充满了热情和人格魅力。Steven是Bioinspiration & Biomimetics期刊创刊委员会的成员之一，积极推动了期刊的发展。Steven用他的教学、科研及发表的文章激励了许多年轻的科学家。 为了纪念Steven Vogel，Bioinspiration & Biomimetics期刊推出了全新的Steven Vogel Young Investigator奖项，旨在表彰青年研究人员所取得的科研硕果，奖项每年颁发一次。奖项针对所有获得博士学位不超过十年的青年科研人员，并由其他学协会成员进行提名。获奖者将由专家评委从提名名单中选出，他将获得价值1000英镑的奖品及证书。 2020年Steven Vogel Young Investigator奖项的获奖人是来自北京航天航空大学的文力教授 文力，北京航空航天大学教授，博士生导师，国家自然科学优秀青年科学基金获得者。主要研究方向为仿生机器人、软体机器人、机器学习与机器人控制。主要研究主要致力于融合力学、新材料、机器人控制、机器学习的软体机器人相关研究，构建可高效、安全与人类、自然界交互的仿生与软体机器技术。曾担任美国哈佛大学George Lauder实验室博士后研究员。现主持国家自然科学基金重点项目，自然基金重大研发计划项目，科技部重大研发计划课题，德国Festo企业横向课题等多项。文力实验室在机器人学与仿生学领域著名杂志Science Robotics封面, Science Advances, Int. J. Robot. Res. (IJRR), IEEE Trans. on Robot. (TRO), Matter，Soft Robotics封面，Journal of Experimental Biology(JEB)封面等刊物共发表 SCI/EI论文80余篇。研究成果被《Nature》,《Science》，《MIT Technology Review》等多次报道。 文力为Steven Vogel Young Investigator Award（斯提夫·沃格尔青年探索者奖）获得者（每年奖励1人，迄今唯一华人获奖者），并多次获得机器人国际会议论文奖。目前担任机器人领域期刊Soft Robotics副主编（唯一华人副主编），仿生机器人期刊Bioinspiration Biomimetics编委，IEEE Robotics and Automation Letters副主编，《机器人》青年编委。北京市生物医学工程高精尖创新中心客座研究员，软体机器人理论与技术学术研讨会大会执行主席等。 Bioinspiration...

近日，北京邮电大学理学院唐为华教授和吴真平副教授带领的研究团队通过磁控溅射沉积法在柔性衬底上大面积生长非晶氧化镓薄膜，并对此薄膜的生长机理和表面结构进行了深入的研究，并基于其优异的光电性能制备了稳定的柔性日盲光电探测器。 文章介绍 Flexible and High Stable Solar-blind photodetector Based on Room-Temperature Synthesis Amorphous Ga2O3 Film Shuya Xiao （肖舒雅）; Yin Deng （邓寅）; Zhiyang Chen （陈之阳）; Yuehui Wang （王月晖）; Jie Yu （余杰）; Weihua Tang （唐为华）and Zhenping Wu （吴真平） 通讯作者： 吴真平 北京邮电大学 该研究工作采用磁控溅射的方法在PEN柔性衬底上沉积了非晶氧化镓薄膜，该薄膜是在室温条件下制备的，具有简单的制备方法和低廉的制备成本。薄膜的AFM和SEM测试发现，非晶氧化镓薄膜表面平整并致密的覆盖在PEN衬底上，表面粗糙度约为1.4 nm。同时对薄膜材料的成分进行了表征，根据XPS测试得出薄膜中Ga/O比值接近1.5。通过在非晶薄膜上制备Au/Ti叉指电极，并测试其日盲光电探测性能。制备的探测器在日盲波段表现出明显的光电响应，最高的光暗比、响应度、探测灵敏度（分别为10^5，3.7 mA/W，1.14×10^12 Jones），同时非晶氧化镓薄膜具有很好的机械柔韧特性，该柔性光电探测器在弯曲中能保持稳定的光电探测性能，其光电流和开关比等在弯曲过程中几乎保持不变。本研究为开发高性能柔性日盲探测器提供了新思路。 图1. 日盲光电探测器在非弯曲状态下的光电性能。 图2. 日盲光电探测器在不同弯曲状态下的光电性能。 研究背景 得益于臭氧层的吸收，波长小于280 nm的光子无法到达地球表面，这使得日盲紫外探测器可以不受太阳辐照的影响，能感知信号极弱的深紫外信号，在包括保密通信、生物传感、紫外成像和环境监测等诸多科学研究与国防领域都有十分重要的应用。近年来，随着对便携化可穿戴设备的需求，柔性日盲光电探测器的设计与制备受到了研究人员的广泛关注。氧化镓基材料在日盲光电器件中的应用已经有不少报道，但是，之前报道的此类器件大多基于高温结晶相的氧化镓材料。与结晶相材料相比，非晶氧化镓材料具有可弯曲、制备简单等一系列优点。因此，非晶氧化镓材料有望在未来柔性日盲光电探测器中得到广泛应用。 作者介绍 吴真平副教授担任北京邮电大学理学院副教授，博士生导师。目前研究方向为信息功能材料与器件，包括宽禁带半导体氧化镓薄膜的外延生长，晶相控制和物性研究，并探索其在探测传感、信息技术、功率器件等领域的应用。

本篇研究来自清华大学电机系张波教授和何金良教授带领的课题组，主要研究成果是： 证实了绝缘表面电荷簇的来源，发现了电荷簇与偶发直流沿面闪络的潜在关联关系。 引入粉尘吸附电荷的饱和曲线，证明了粉尘图样相变取决于粉尘吸附电荷的饱和程度，而非电荷在表面的本征分布。 利用有限元算法从理论上验证了粉尘图相变机理及其与表面电荷簇之间的关系。 为解释偶发性的直流沿面闪络提供了重要参考。 文章介绍 Charge cluster triggers unpredictable insulation surface flashover in pressurized SF6 Chuanyang Li（李传扬）, Yujie Zhu（朱雨杰）, Jun Hu（胡军）, Qi Li（李琦）, Bo Zhang（张波） and Jinliang He（何金良）   通讯作者： 张波 清华大学 何金良 清华大学   研究内容： 本文通过电荷粉尘法定性研究了GIL内部绝缘子表面电荷簇来源及其与沿面闪络之间的关系。 对施加直流电压后的盆式绝缘子采用粉尘图法，粉尘在表面电荷产生电场力作用下被极化，并自发集中于电荷附近形成斑图，如下图所示。 通过观察粉尘图样，我们发现电荷会在绝缘子表面积聚形成电荷簇，且电荷簇会随电压升高而形成实心斑点状（dot-shaped）及中空甜甜圈状（donut-shaped）的自组织结构。地电极表面设置针尖的对照实验结果表明，电荷簇的形成来自地电极局部毛刺导致的气体电离所释放的电荷，而非绝缘表面金属微粒局放或绝缘材料不均匀的结果。更有趣的是，我们发现随电压升高，电荷簇周围高场区会发生局放，形成随机分布的树杈状局放通道，该偶发过程缩短了电极之间有效绝缘距离，为进一步解释诱发直流沿面闪络提供了重要参考。试验结果如下图所示（a-c为自然形成电荷圈图样，d-f为针尖试验下电荷圈图样，g-i为闪络后电弧及电荷簇分布图）。 为进一步解释电荷簇相变机理，我们将粉尘简化为电容模型，通过引入粉尘吸附电荷的饱和曲线，建立了粉尘形态自组装物理模型。通过有限元仿真给出了斑点状到甜甜圈状斑图的形成机理及条件。粉尘受力，电荷饱和曲线，粉尘相变及其对应的电荷密度图如下图所示。 研究背景： 直流电压作用下的表面电荷积聚现象普遍存在于高压输配电设备绝缘系统、微电子器件等领域。表面电荷积聚导致的局部电场畸变可能诱发局部放电或者沿面闪络，进而加速绝缘老化或者影响通讯系统正常工作，严重时甚至对设备带来毁灭性灾难。因此，了解绝缘表面电荷积聚特征，明确表面电荷在诱发沿面闪络中的作用至关重要。然而，我们至今对表面电荷在偶发性沿面闪络中所起的作用知之甚少。 我们近期的研究表明，直流电压下盆式绝缘子表面存在的电荷簇是由接地导体表面局部电离产生的异极性电荷在绝缘子凸面积聚形成。粉尘图法的表征结果进一步表明，电荷簇附近绝缘表面电场畸变十分严重，容易诱发电荷簇边缘绝缘表面吸附气体电离而产生局部放电通道，而该通道降低了有效沿面绝缘距离，为解释偶发性的直流沿面闪络提供了重要参考。 作者介绍 李传扬，2018年博士毕业于清华大学电机系。现于康涅迪格大学电气学院从事博士后研究。研究方向为表面电荷行为机理及调控方法，直流局部放电特性及抑制措施。近五年发表SCI 收录文章60余篇，多篇文章被 APL、JPD等刊物评为Editor’s Pick，Editor’s Choice，Yearly Highlights，Highly Cited Paper，多次担任知名刊物客座编辑，2020年IEEE Caixin Sun and Stan...

本篇研究来自南京师范大学张力发教授带领的课题组，主要研究成果是： 对Ga2O3/Si、Ga2O3/SiO2、Ga2O3/Al2O3 和Ga2O3/SiC四个界面，在常温下 Ga2O3/Si 的界面热导最大，Ga2O3/SiO2 的界面热导最小， 在二者之间，Ga2O3/Al2O3 的界面热导大于Ga2O3/SiC。 文章介绍 Interface thermal conductance between β-Ga2O3 and different substrates Dengke Ma（马登科）, Gang Zhang（张刚） and Lifa Zhang（张力发） 通讯作者： 张力发 南京师范大学   本文主要讨论Ga2O3和常用基底的界面热导，通过结合声学失配模型（AMM）、漫散射失配模型（DMM）和Landauer公式，计算了Ga2O3/Si、Ga2O3/SiO2、Ga2O3/Al2O3 和Ga2O3/SiC四个界面，在不同温度下的界面热导值，并比较了四者的相对大小。结果表明，在200 K到400 K 温度范围，Ga2O3/Si 的界面热导最大，Ga2O3/SiO2 的界面热导最小， 在二者之间，Ga2O3/Al2O3 的界面热导大于Ga2O3/SiC。而在50 K 到150 K，Ga2O3/SiC的界面热导却反常低于Ga2O3/SiO2。 图1. 基于AMM（空心点）和DMM（实心点）得到的Ga2O3/Si （蓝点）、Ga2O3/Al2O3 （绿点）、Ga2O3/SiC（红点）和Ga2O3/SiO2（黑点）的界面热导随温度的关系。 为了进一步阐明Ga2O3与四个基底界面热导差异的原因，作者进一步分析了四个界面的声子透射谱。研究发现，Ga2O3/Si在低频的声子透射谱高于Ga2O3/Al2O3 ，而Ga2O3/Al2O3在中低频的透射谱高于Ga2O3/SiC。但是Ga2O3/SiC的低频声子透射谱明显低于高频，所以导致Ga2O3/SiC在低频的透射谱微弱低于Ga2O3/SiO2，而在中高频范围高于Ga2O3/SiO2。在低温范围，基于爱因斯坦-玻色分布，界面热导主要由低频声子贡献，随温度增加，更多高频声子被激发，参与界面热传导。所以造成了Ga2O3/SiC的界面热导在低温低于Ga2O3/SiO2，而在中高温范围高于Ga2O3/SiO2。 图2. 基于DMM计算得到的Ga2O3/Si （蓝点）、Ga2O3/Al2O3 （绿点）、Ga2O3/SiC（红点）和Ga2O3/SiO2（黑点）界面的声子透射谱。   研究背景 由于具备宽带隙（4.85 eV）和高击穿电压（8 MV...

本篇研究来自西安交通大学陈天宁教授和朱建助理教授带领的课题组。主要研究成果如下： 将拓扑绝缘体引入到非对称声传输中，在拓扑绝缘体中引入缺陷和拐角不会影响非对称声传输特性。 移动声学超表面可在宽频范围内切换对称与非对称声传输。 文章介绍 Switchable asymmetric acoustic transmission based on topological insulator and metasurfaces Chen Chen (陈琛), Tianning Chen (陈天宁), Ailing Song (宋爱玲), Xinpei Song (宋新培) and Jian Zhu (朱建) 通讯作者： 朱建, 西安交通大学 西安交通大学陈天宁教授课题组在本次工作中展示了受拓扑保护的可切换非对称声传输的设计。本工作首先以三角晶格声子晶体为对象研究了其在散射体旋转角度控制下的拓扑相变过程（图1）。通过计算不同旋转角度下声子晶体的贝利曲率，可以得到散射体的旋转角度α＞0°的声子晶体和α＜0°的声子晶体具有不同的谷陈数。进一步根据体边界对应原理，选择了α=30°的声子晶体和α=-30°的声子晶体构造了声谷霍尔拓扑绝缘体并验证了声谷霍尔拓扑边界态的角度选择性激发特性。如图2所示，在2800 Hz- 3300 Hz 频率范围的声波只有沿法向入射到声谷霍尔拓扑绝缘体上时才能获得最大的声传输率，而当入射角度大于30°时，入射到拓扑绝缘体上的声波会被完全反射。为了实现非对称声传输，本工作选择了具有较高透射率的螺旋型超表面，通过合理的设计，该超表面可以使2800 Hz-3200 Hz频率范围内法向入射的声波产生大于30°的折射角（图3）。最终，通过选取两周期的超表面结构置于拓扑绝缘体界面处，实现了非对称声传输并且在声谷拓扑绝缘体的边界上引入拐角和缺陷时不影响非对称声传输性质，另一方面通过简单地移动超表面可以是实现对称声传输与非对称声传输之间的切换（图4）。 图1. 三角晶格声子晶体结构及拓扑相变示意图 图2. 声谷霍尔边界态的角度选择性激发 图3. 基于螺旋结构的超表面设计 图4. 受拓扑保护的可切换非对称声传输   研究背景 可切换的对称与非对称声传输设备在声通讯、隐身以及噪声控制等方面具有重要的研究意义。然而，非对称声传输设备通常对结构变化以及杂质敏感并且实现对称与非对称声传输的切换手段比较复杂。因此迫切需要设计具有易于切换的且声传输性能受几何扰动影响小的非对称声传输设备。近年来，拓扑绝缘体的发展为我们设计拓扑保护的声学器件提供了理论指导和设计思路，而超表面技术可以帮助我们实现任意的声波折射角控制。本文通过结合拓扑绝缘体和声超表面在宽频范围内实现了受拓扑保护的可切换非对称声传输。 作者介绍 朱建，西安交通大学助理教授。主要从事人工结构和振动噪声控制研究。在Phys. Rev. Lett.,...

本篇研究来自中科院物理所磁学国家实验室M03组孙继荣研究员领导的课题组。主要研究成果如下： 成功制备了高质量的钙钛矿/钙铁石结构SrFeO2.5/La2/3Ba1/3MnO3/SrFeO2.5三层膜，发现压应变下三层膜出现反常面内磁各向异性，各向异性高达~1.54×10^6 erg/cm³，比相同应变的La2/3Ba1/3MnO3单层膜高一个数量级。 界面耦合引起界面Mn离子偏离氧八面体中心位置，从而导致Mn-3d电子轨道重建和三层膜的反常磁行为。 文章介绍 Tuning magnetic anisotropy by interfacial engineering in SrFeO2.5/La2/3Ba1/3MnO3/SrFeO2.5 trilayers Hailin Huang(黄海林), Liang Zhu(朱亮), Hui Zhang(张慧), Jine Zhang(张金娥), Furong Han(韩福荣), Jinghua Song(宋京华), Xiaobing Chen(陈晓冰), Shaojin Qi(齐少锦), Yuansha Chen(陈沅沙), Jianwang Cai(蔡建旺), Xuedong Bai(白雪冬), Fengxia Hu(胡凤霞), Baogen Shen(沈保根),  and Jirong Sun(孙继荣)* 通讯作者： 孙继荣，中国科学院物理研究所 图1. SFO/LBMO/SFO三层膜的表面形貌和晶体结构表征。 图2. SFO/LBMO(6.5nm)/SFO三层膜与LBMO(6.5nm)单层膜的磁各向异性。 图3. SFO/LBMO/SFO三层膜磁输运行为、各项异性与LBMO层厚度的依赖关系。 图4. SFO/LBMO(6.5nm)/SFO三层膜晶体结构表征和界面微观结构分析。 图5. SFO(4uc)/LBMO(4uc)...

本篇研究来自中国科学院半导体研究所魏同波研究员带领的课题组，文章主要研究了石墨烯插入层对GaN基肖特基二极管器件的影响，石墨烯明显改善了Pt/GaN的界面质量，使得界面势垒均匀化，显著提升肖特基二极管的理想因子、漏电和正向开启等器件特性。 Impact of Graphene Interlayer on Performance Parameters of Sandwich Structure Pt/GaN Schottky Barrier Diodes Junxue Ran（冉军学）, Bingyao Liu（刘秉尧）, XiaoliJi（姬小利）, A. Fariza, Zhetong Liu（刘哲彤）, Junxi Wang（王军喜）, Peng Gao（高鹏） and Tongbo Wei（魏同波） 通讯作者： 魏同波 中国科学院半导体研究所   肖特基势垒二极管（SBD）如图1所示，在n-GaN和肖特基接触金属Pt/Au之间插入一层石墨烯（Gr），采用光刻剥离技术制备了Pt/Gr/GaN半垂直结构SBD器件，并与没有Gr插入层的Pt/GaN SBD进行对比。所测量的器件电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）特性结果如表1所示，可以看到，在室温下，Pt/Gr/GaNSBD具有较低的开启电压（Von）、导通电阻（Ron）和理想因子（n），肖特基势垒高度（SBH）有所提高，反向漏电降低，表明石墨烯插入层提高了器件的整流特性和肖特基接触均匀性。通过能带理论计算分析，Pt/Gr接触层的功函数发生变化，石墨烯插入层改变了接触界面势垒高度。对比分析了两种器件的变温I-V特性，如图2所示，Pt/GaN SBD表现出明显的T0反常现象，随着温度的升高，势垒高度增大，理想因子逐渐减小，这是肖特基接触势垒空间不均匀的表现；对于Pt/Gr/GaN SBD，理想因子和势垒高度随温度的变化波动很小，表明石墨烯插入层有利于表面势垒均匀化，提高了肖特基界面质量。本文为提高氮化物SBD性能开辟了一条新途径，对于石墨烯在半导体集成方面的研究和应用具有重要意义。 图1 Pt/Gr/GaN半垂直SBD器件结构示意图 图2 (a) Pt/GaN SBD和 (b) Pt/Gr/GaN SBD变温正向I-V特性曲线，其中内插图显示I-V-T数据得出的Richardson曲线。(c) 两种器件的理想因子和势垒高度随温度的变化关系曲线   研究背景 以GaN为代表的第三代半导体在高频大功率器件领域应用潜力巨大，GaN基肖特基二极管具有包括高反向击穿电压、低开启电压、低导通电阻等优势，在电子开关器件有广泛的应用前景，但由于材料缺陷等问题，目前在肖特基接触性能方面还有很大提升空间。 石墨烯（Gr）是一种很好的扩散势垒材料，在金-半之间石墨烯插入层起到了扩散势垒的作用，可避免金-半界面反应，形成陡峭界面。因此，石墨烯与半导体肖特基接触的这些重要特性，是解决氮化物半导体肖特基器件接触不均匀等问题的潜在有效技术途径。我们制作了Pt/Gr/GaN结构肖特基二极管，系统研究了肖特基接触中石墨烯插入层对整流特性的影响。 魏同波，中科院半导体研究所研究员、博士生导师，中科院青促会会员。主要研究方向为宽禁带半导体氮化物材料外延与光电器件，包括可见与深紫外LED、日盲探测器等。作为第一或通讯作者在Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Sci.等杂志发表SCI论文80余篇。