科普文章

特刊详情 客座编辑 刘宏超，澳门大学 陈文，香港理工大学 陈妮，亚利桑那大学 肖书源，南昌大学 主题范围 不同于生活中相机的直接成像，计算成像使用独特的计算方法和成像系统间接地获得物体的图像，为不同环境中感知世界提供了新颖的平台。随着压缩感知和机器学习的兴起，计算成像近年来成为一个快速发展的领域，它在医学成像、遥感、光学加密、物体识别和分类等一系列应用中展现了巨大的潜力。本特刊旨在提供一个交流计算成像最新进展的平台，分享计算成像的基础研究和潜在应用，例如，分享算法、成像系统设计和相关光学应用的进展等。我们欢迎原创研究论文、综述论文和观点论文的投稿。感兴趣的主题包括但不限于： 单像素成像 Single-pixel imaging 量子鬼成像 / 计算鬼成像 Quantum ghost imaging/computational ghost imaging 数字全息术 Digital holography 基于人工智能的计算成像 Computational imaging with artificial intelligence (AI) 散射介质成像 Computational imaging through scattering media 超表面成像 Metasurface imaging 非视域成像 Non-line-of-sight imaging 单光子成像 Single-photon imaging 计算医学成像 Computational medical imaging 压缩感知成像 Compressive imaging   投稿流程 特刊文章与JOPT期刊常规文章遵循相同的审稿流程和内容标准，并采用同样的投稿模式。 有关准备文章及投稿的详细信息，可以参阅IOPscience页面的作者指南。...

特刊详情 客座编辑 Kasey M. Faust，美国得克萨斯大学奥斯汀分校 Keri K. Stephens，美国得克萨斯大学奥斯汀分校 Emily Kumpel，美国马萨诸塞大学阿默斯特分校 Franz Tscheikner-Gratl，挪威科技大学 Emily Berglund，美国北卡罗来纳州立大学   主题范围 This focus issue explores the multifaceted challenges confronting water infrastructure management and operations. Embracing a multidisciplinary approach, we aim to bring scholars exploring water infrastructure performance and the interplay of the societal, environmental, economical, and technological contexts in which...

Clockwise from top left: Optical diffraction tomography revealing the refractive index distribution of a cell phantom. Taken from He et al. Optics Letters 48 (2023); Interferometric scattering microscopy of gold nanoparticles; Wide-field laser speckle contrast imaging of a mouse brain. Taken from Liu et al. Biomedical Optics Express 14 (2023); Image of a sheep’s small...

特刊详情 客座编辑 Ye Wang，英国剑桥大学， yw596@cam.ac.uk Young Duck Kim，韩国庆熙大学， ydk@khu.ac.kr 主题范围 范德华材料（vdW材料），或更常见的二维材料，是那些具有强平面内原子键和弱平面外范德华相互作用的材料。处于原子级薄层中的电子在二维中受到限制，产生了许多低维特有的独特量子现象，包括超导性、拓扑效应、整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应、铁磁性、单光子发射、量子传感等。 鉴于范德华材料在与量子技术相关的领域中具有广泛影响，例如凝聚态物理、量子光学、量子化学以及电子/光子器件，本专题旨在强调基于范德华材料和异质结构的量子技术中各种基础和应用研究的最新进展和指导。主题包括但不限于： 二维超导体 范德华莫尔超晶格 二维拓扑材料 范德华材料中的量子霍尔效应 磁性二维材料和自旋电子学器件 二维单光子发射器和自旋缺陷 用于光子电路的范德华材料 谷电子学和谷激子 手性二维材料 投稿流程 我们欢迎所有符合本专题范围的作者提交作品。本专题还将包含特邀稿件。所有专题文章都将接受与常规文章相同的审稿流程。作者可以在提交前直接联系客座编辑之一或期刊团队（mqt@ioppublishing.org），讨论他们作品的适用性。 请通过我们的在线提交表单（https://mc04.manuscriptcentral.com/mqt-iop）提交您的文章。您应该选择适合您提交的文章类型（https://publishingsupport.iopscience.iop.org/journals/materials-quantum-technology/about-materials-quantum-technology/#article-types），然后从下拉菜单中选择“Focus issue on Van der Waals Materials for Quantum Technologies”。   提交截止日期 提交的目标截止日期为2024年12月31日，但在必要时我们可以灵活处理。我们鼓励尽早提交，因为文章将在接受后立即发表，而不会因专题中其他论文的进度而延迟。   同行评审 所有专题文章将按照与常规文章相同的方式和高标准进行同行评审，同行评审将由我们的内部期刊编辑团队监督和管理。了解更多关于IOP出版社的同行评审信息（https://ioppublishing.org/researchers/peer-review-at-iop-publishing/）。   出版费用 MQT期刊在2024年底前提供全文免除APC（文章处理费），在2024年底前提交的所有文章将以开放获取的方式免费发表。 期刊介绍 Materials for Quantum Technology 2023年影响因子：3.1  Citescore: 4.5 Materials for Quantum Technology(MQT,量子技术材料）是一本全新的采用开放获取出版形式的多学科期刊，致力于出版量子技术和器件领域相关材料的开发和应用的前沿研究。期刊的内容范围将汇集学界与业界中来自材料科学、化学和工程的跨学科研究。具体领域包括：量子技术应用中材料和界面的制备与表征；混合量子系统材料；量子传感和计量材料；量子光学和光子学材料；量子比特系统的材料；用于量子计算和量子电子学的新型材料和设备；量子技术化学；量子技术应用新材料的理论和计算设计；量子材料的涌现特性及其应用。

特刊详情 客座编辑 Frances Moore，美国加利福尼亚大学 Chia-Ying Lee，美国哥伦比亚大学 Kelly Hereid，美国利宝相互保险公司 James Done，美国大学大气研究联合会   主题范围 Extreme weather events can cause loss of life, disruptions of communities and livelihoods, and extensive property damage. Changes in several extreme weather phenomena – from wildfires, to severe storms, to tropical cyclones, to extreme heat and drought – have been attributed to anthropogenic...

特刊详情 客座编辑 Rebekah Shirley，世界资源研究所（肯尼亚） Tierra Bills，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校 Aklilu Fikresilassie，世界资源研究所（埃塞俄比亚）   主题范围 Cities and urban areas play a major role in climate change. Despite accounting for less than 3% of global terrestrial area, cities have had a huge impact on biodiversity, global emissions, and energy consumption. Cities have become responsible for 78% of carbon emissions, as much...

特刊详情 主题范围 Our Emerging Leaders focus issue series aims to recognise the next generation of top scientists within a research community. The collection appended below showcases work produced by a limited number of the most highly distinguished scientists in the early years of their research careers. We invite early career researchers who are within 10 years...

本篇研究来自南京大学周健课题组。本工作通过第一性原理计算，预测在单层1T相NbO2中存在两种电荷密度波（CDW）相，分别具有√12×√12和√13×√13的周期。计算表明√12×√12相为一个简单的半导体，而√13×√13可能是一个莫特绝缘体。 文章介绍 Predicted multiple charge density wave phases in monolayer 1T-NbO2  Yi-Chi Li（李伊驰） and Jian Zhou（周健） 通讯作者： 周健，南京大学现代工程与应用科学学院   研究背景： 电荷密度波（Charge Density Wave，CDW）是凝聚态物理中一种重要的物理现象，表现为电荷密度和晶格畸变在周期空间上的调制，并通常伴随着另外一些物理特性，如电阻率异常、超导电性和莫特转变等。对CDW的研究最早可追溯至上世纪三十年代著名物理学家Rudolf Peierls提出的Peierls转变，即一维金属体系在低温下不稳定，伴随着晶格畸变，系统会从能量较高的金属态变为能量较低的绝缘态。许多材料都具有CDW，例如RTe3（R=稀土元素、Hf/Zr）、AV3Sb5 (A= K, Rb, Cs)和过渡金属硫族化合物（如NbSe2等）等，其中过渡金属硫族化合物因其丰富的物理性质而备受关注，为研究CDW提供了好的平台。本文通过理论计算预测了与过渡金属硫族化合物具有相同结构的过渡金属氧化物1T相NbO2中的CDW。   研究内容： 本工作通过第一性原理计算预测了单层1T相NbO2中可能存在两个CDW相。通过其声子色散关系，发现1T-NbO2在高温下稳定，但在低温下会经历两个CDW转变，其结构分别具有√12×√12和√13×√13周期性。通过计算有限温度下的声子色散关系，估算CDW的转变温度在350~400 K之间。这两个CDW相分别为非磁性半导体(带隙约为0.1eV)和反铁磁Mott绝缘体(带隙约为0.9eV)，所以1T-NbO2在CDW转变过程中发生了金属-半导体/绝缘体的转变。通过计算费米面，推测√12×√12 CDW相主要由电声子耦合机制驱动，而√13×√13 CDW相主要是由费米面嵌套机制驱动。本研究工作拓展了过渡金属硫族化合物的CDW研究，为探索新型材料的CDW提供了新的思路。 作者介绍 周健  教授 南京大学 周健，南京大学现代工程与应用科学学院教授，主要研究方向为功能材料电子结构和晶格动力学的第一性原理计算。在PRL等国际期刊上发表论文150余篇，被引用超过4000次。主持国家自然科学基金项目2项，参与国家重点研发计划和973计划2项，获授权中国发明专利3项，主持编写教材2部。 期刊介绍 Journal of Physics: Condensed Matter 2022年影响因子：2.7  Citescore: 4.6 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。

2D topological insulators promise novel approaches towards electronic, spintronic, and quantum device applications. This is owing to unique features of their electronic band structure, in which bulk-boundary correspondences enforces the existence of 1D spin–momentum locked metallic edge states—both helical and chiral—surrounding an electrically insulating bulk. Forty years since the first discoveries of topological phases in...

特刊详情 客座编辑 Danielle Grogan，美国新罕布什尔大学 Shan Zuidema，美国新罕布什尔大学 Iman Haqiqi，美国普渡大学   主题范围 Groundwater is a natural resource often studied by natural systems scientists, but groundwater extraction and use are human activities driven by economics, institutional norms and regulations, and technological access at local, national, and global scales. Unlike surface water, the physical properties of aquifers are highly...

In support of the environmental justice (EJ) movement, researchers, activists, and policymakers often use environmental data to document evidence of the unequal distribution of environmental burdens and benefits along lines of race, class, and other socioeconomic characteristics. Numerous limitations, such as spatial or temporal discontinuities, exist with commonly used data measurement techniques, which include ground...

特刊详情 客座编辑 Rui Cheng，美国明尼苏达大学 Daryl Yang，美国橡树岭国家实验室 Fred Huemmric，美国NASA戈达德太空飞行中心 Peter Nelson，美国阿科底亚国家公园Schoodic学院 Shawn Serbin，美国NASA戈达德太空飞行中心   主题范围 The circumpolar Arctic is a critically understudied biome at the top of the planet that is experiencing the fastest warming on Earth. Landscapes in this region are extremely fragmented with complex interactions among climate, landform, permafrost, and vegetation that vary dramatically...