IOP出版社联手松山湖材料实验室推出全新开放获取期刊——Materials Futures

本篇研究来自西南科技大学数理学院宋前举、重庆大学物理学院韩德专课题组。本文提出一种基于第一性原理的复能带结构的统一理论框架，无需预设有效哈密顿量即可系统揭示周期光学体系中的连续谱中束缚态（bound state in the continuum, BIC）, 奇异点（exceptional point, EP）及偏振奇点等现象的物理机理。研究发现，传播的体布洛赫波之间的相互作用决定了开放体系中的复能带结构，基于此可以统一解释多类BIC的形成机制以及其它共振模式线宽的演化规律。 文章介绍 Complex band structure and bound states in the continuum: a unified theoretical frameworkJie Liu（刘杰）, Ziyun Peng（彭子云）, Qianju Song（宋前举）, Ang Chen（陈昂）, Liping Yang（杨丽平）, Chunxiong Zheng（郑春雄） and Dezhuan Han（韩德专） 通讯作者： 宋前举，西南科技大学数理学院 韩德专，重庆大学物理学院   研究背景： 光子晶体平板等开放周期体系由于与外界具有连续谱的辐射态耦合，形成具有有限线宽的导模共振，并产生连续谱中的束缚态（bound state in the continuum, BIC）、奇异点（exceptional point, EP）及偏振奇点等丰富物理现象。这些高Q共振态在非线性光学增强、激光、拓扑光场调控及手性光学等方向具有重要应用价值。现有理论通常依赖基于时域耦合模理论构建的有效非厄米哈密顿量来解释相关现象，但这类方法需要结合数值或实验结果进行参数拟合，缺乏严格的第一性原理基础与普适预测能力。为此，本研究旨在从散射矩阵极点出发，建立统一的复能带理论框架，以系统地揭示开放周期体系中复能带、BIC及EP等现象的形成机制与演化规律。   研究内容： 本研究从第一性原理出发，提出一种基于散射矩阵极点的复能带统一理论框架（图1），用于系统描述光子晶体平板中的导模共振及其物理机制。该方法通过确定散射矩阵极点所需的最小散射通道数，并建立其与体布洛赫波数的一一对应关系，将开放体系问题转化为有限布洛赫波之间的相互作用，从而揭示复能带结构的起源。 研究表明，少数布洛赫波的耦合即可统一解释多种关键物理现象。当存在两个传播布洛赫波时，理论可解析给出复频率与扰动强度之间的关系，揭示偶然型BIC的形成机制，并指出每个BIC均对应一个对偶的Fabry–Pérot模式（图2）。当三种布洛赫波耦合时，理论进一步解释了Friedrich–Wintgen型与对称保护型BIC的形成机制，并描述了共振线宽随结构参数的演化规律（图3）。此外，通过引入偏振自由度，该框架还可统一描述远场偏振态和EP（图4）等非厄米现象。该理论适用于一维、二维光子晶体平板及多种晶格结构（图5），并揭示了BIC在参数变化下的合并、湮灭与再生过程。 本研究的创新在于：依据散射矩阵的极点建立复能带的第一性原理描述；提出“体布洛赫波数目决定最小散射矩阵维度”的物理图像；统一刻画BIC与EP等关键现象。该工作为高Q共振结构设计及非厄米光子学研究提供了统一理论工具。...

Engineering Research Express (ERX)是一本涵盖工程科学所有领域的多学科期刊，致力于发表新的实验和理论研究。近日，我们采访了ERX期刊编委之一，来自印度卡纳塔克邦国立技术学院的Srinivasan Anandhan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？ I chose to work in my current fields due to my keen interest in materials science and engineering, especially polymers and nanomaterials have attracted my interest.   2. 您目前从事的研究工作有哪些？ Advanced Functional Nanofibers (electrospun nanofibers based on inorganic oxides for sensing and catalytic applications, electrospun polymer nanocomposites for energy...

Journal of Optics（JOPT）期刊出版光学方面的实验和理论研究论文。近日，我们采访了JOPT期刊编委之一，来自香港城市大学的梁尧博士后研究员，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？ 主要是个人好奇心、兴趣点和能力点的结合。纳米光学领域既有深刻的基础问题，也有丰富的应用场景，这让我始终保持探索的热情；同时，我也发现自己比较擅长通过理论与实验相结合的方式去解决问题。兴趣与能力的契合，是我选择并坚持这一领域的主要原因。   2. 您目前从事的研究工作有哪些？ 我目前主要从事共振微纳结构方面的研究，具体包括超表面（metamaterials）和等离激元（plasmonics）。我的研究核心是利用一些新的物理机制，来实现以前无法实现的光场调控，例如基于连续域束缚态（bound states in the continuum, BIC）的共振调控，以及局域与非局域光学响应之间的转变（local-nonlocal transition）。通过这些新物理的引入，我们希望能够突破传统光学器件的限制，实现对光的更灵活、更高效的控制。   3. 您认为五年后该领域的研究重点将会是什么？ 我认为五年后，该领域的研究重点将更多体现在与量子技术、拓扑光子学等热门方向的交叉融合上。具体来说，基于BIC的高Q值共振有望用于量子光源和量子态调控；局域-非局域转变的物理可为拓扑光子学提供新的设计维度；同时，微纳结构也将成为片上量子信息处理的重要平台。总之，传统光学调控与新兴物理概念的深度结合将是未来的主要趋势。   4. 是什么吸引您加入Journal of Optics期刊编委团队? 哈哈，说起来挺简单的。一方面，是主编Caterina Vozzi教授和出版人Elisa Pappalardo博士向我发出了邀请，让我感到被认可和信任；另一方面，我自己关注Journal of Optics很多年了，对这份期刊有感情，也了解它在光学领域的影响力。所以当邀请来的时候，我觉得是水到渠成的事情。 5. 您认为像Journal of Optics期刊这样的期刊对领域的发展有什么重要影响？ 我认为像Journal of Optics这样的期刊，对领域的发展起到了重要的桥梁和风向标作用。一方面，它为光学领域的学者提供了一个专业、严谨的交流平台，尤其是对新兴方向（如量子光子学、拓扑光子学、微纳光学等）的及时报道，能够促进跨方向的交叉与合作。另一方面，通过邀请综述、专题特刊和高质量的原创论文，期刊也在帮助定义什么是“重要的问题”，引导年轻学者关注前沿方向。我本人从读博开始就一直关注这本期刊，现在能够以编委身份参与其中，也是一种很有意义的回馈。 编委介绍 梁尧  博士 香港城市大学 梁尧，香港城市大学博士后研究员。2020年毕业于澳大利亚斯威本科技大学，获得博士学位。随后在澳大利亚国立大学、香港城市大学从事博士后研究，合作导师为Yuri Kivshar院士和蔡定平院士。曾获国家优秀自费留学生奖学金（2020）。以第一作者或通讯作者在Physical Review Letters、Nano Letters、Laser & Photonics Reviews、Photonics Research、Applied Physics Letters、Optics Letters等期刊发表论文30余篇。多篇文章入选ESI高被引论文，并被美国物理学会Phys.org和Nanowerk等学术媒体专题报道。主要研究兴趣：表面等离子体光学、超材料、连续域束缚态（BICs）物理、局域-非局域转变、超构表面、3D激光打印、光子自旋-轨道相互作用等。担任Physical Review...

本篇研究来自四川大学电气工程学院宁文军、四川大学华西医院文翔课题组。本研究首次系统揭示毛囊结构可使真皮层电场强度增强约4倍，显著提升等离子体深层作用效果；发现表皮厚度主导表面放电强度和活性物质通量，表皮和真皮厚度协同影响皮肤深层电场；此外，脂肪层增厚对表面活性物质通量的影响有限，但会降低真皮层内的电场。上述结果为等离子体皮肤治疗的参数优化提供了关键理论依据。 文章介绍 Numerical study on atmospheric pressure plasma jets impinging on skin surfaces Hao Shang（尚豪）, Huimiao Tang（汤辉苗）, Wenjun Ning（宁文军）, Xiang Wen（文翔）, Saikang Shen（申赛康）, Xiaolong Huang（黄小龙） and Shenli Jia（贾申利） 通讯作者： 宁文军，四川大学电气工程学院 文翔，四川大学华西医院皮肤科、四川大学华西医院疾病分子网络前沿科学中心免疫炎症研究院皮肤病学研究室   研究背景： 大气压等离子体射流（APPJ）在皮肤消毒、伤口愈合及癌症治疗等生物医学领域展现出广阔的应用前景。然而，人体皮肤结构复杂，表皮、真皮及脂肪层的厚度因身体部位、年龄和性别而异，差异显著。目前，这些结构变化如何影响APPJ的治疗效果（如活性粒子通量与皮下电场分布），尚缺乏系统性的认识。现有研究多集中于平坦、均匀的介质靶材，忽略了皮肤的复杂几何结构，以及皮肤各层次的电学性质差异。因此，亟需从物理机制层面厘清皮肤结构对等离子体-皮肤相互作用的影响，从而为等离子体治疗参数优化提供理论依据。   研究内容： 本研究建立了二维轴对称流体模型，耦合中性气体流动与等离子体瞬态反应，模拟了APPJ作用于真实多层皮肤结构的过程。模型包含表皮、真皮、脂肪及肌肉层，并引入毛囊（直径300 μm、深度2 mm）结构。通过对比不同皮肤参数的仿真案例，分析了有无毛囊、不同表皮/真皮厚度及不同脂肪厚度等皮肤参数对表面活性粒子通量及皮下电场强度的影响。 研究得出如下结论： (1)毛囊的存在能够显著增强APPJ疗效：有毛囊时，表面O和O₂⁺通量明显提高，且真皮内最大电场强度达到 4×10⁷ V/m，为无毛囊时的4倍。表明毛囊可在提升表面放电强度的同时，作为等离子体深部渗透的“通道”，提升真皮层电场强度。 (2)表皮与真皮厚度存在协同作用：表皮越薄，表面放电越强，活性粒子通量越高；真皮内电场强度则受到表皮和真皮的共同作用。例如，女性乳房（表皮最薄）表面电场比男性手背（表皮最厚）高5%，而男性腹部（真皮最厚）在深度7 mm处电场却略低于女性乳房，说明表皮厚度对真皮内电场也有显著影响。 (3)脂肪层影响有限但不可忽视：脂肪厚度从0.5 mm增至1.5 mm时，表面通量仅降低约8%，但真皮内电场下降约1×10⁶ V/m，主要是由于皮肤表面至深层的距离增加，以及脂肪层增厚导致的分压效应增强。 这些发现首次将皮肤结构与等离子体治疗效果定量关联，为临床针对不同皮肤区域（如手掌、头皮、腹部）优化电压、脉冲宽度等参数提供了理论指导。研究验证了实验与模拟的一致性（对比ICCD图像），具有较高的可信度。 作者介绍 ● 宁文军，四川大学电气工程学院副教授，博士生导师。研究方向为低温等离子体理论及应用。主持多项国家自然科学基金项目，在Plasma Sources Sci. Technol.、J. Phys. D: Appl. Phys. 等期刊发表多篇论文。 ● 文翔，四川大学华西医院皮肤科主任医师，硕士生导师，科室副主任。研究方向为美容皮肤科学，主持国家自然科学基金、四川省省部级课题，共同通讯作者。 期刊介绍 Journal...

IOP出版社旗下期刊Environmental Research Communications近日宣布国家气候中心胡婷研究员加入该刊编委会，担任编委。我们在此表示热烈欢迎！ 编委介绍 胡婷  研究员 国家气候中心 胡婷，博士，国家气候中心研究员。主要从事全球气候变化与极端天气气候事件研究，具体方向包括：气候变化与极端事件的观测事实与机理分析、检测归因及未来预估。主持并参与多项国家自然科学基金及国家重点研发计划项目。在Nature子刊、Bulletin of the American Meteorological Society等国内外主流学术期刊发表学术论文50余篇，合作出版专著6部。现担任《第五次气候变化国家评估报告》、《中国极端天气气候事件与适应国家评估报告2025》主要作者。 期刊介绍 Environmental Research Communications 2024年影响因子：2.9  Citescore: 3.1 Environmental Research Communications（ERC）是一本开放获取期刊，涵盖与环境研究相关的所有领域，包括跨学科和多学科的研究。ERC发表推动该领域知识的所有研究结果，包括增量研究、负面结果、无效结果、案例分析、区域性研究和复制研究。

我们汇总了Materials Research Express（MRX）期刊编委2025-2026年在MRX期刊上发表的优秀文章，这些文章体现了期刊的高质量和创新性。感谢所有编委、作者和审稿人对MRX期刊的支持！希望您喜欢阅读这一合集。 亮点文章 Hybrid synthesis (biosynthesis-hydrothermal) of yttrium hydroxide doped with Eu3+ Gabriela Azcárate, Nayely Torres-Gómez, Marco Camacho-López, Víctor Fabián Ruiz-Ruiz, Gustavo López-Téllez, Nazir P Kherani and Alfredo R Vilchis-Nestor  Utilizing pyrolysis product from off-grade rubber waste for different bio-oil applications and cold mix asphalt productions Mohd Fahmi Haikal Mohd Ghazali, Mohd Rosli Mohd...