检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2025年第12期70卷 1762-1771页

作者：陈昊谢建斓孙晓晨何程陈延峰南京大学材料科学与工程系固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 南京大学江苏省人工功能材料重点实验室南京210093

随着物质拓扑相的发现,声学超材料中的拓扑态也逐渐受到关注,可为声场的调控提供一种新的思路.通过设计、构建体的拓扑结构,可以在低一维的边界上得到鲁棒的边界态,其受对称性保护的特点有助于声信号的高效传输或局域.近期的研究发现高... 详细信息

随着物质拓扑相的发现,声学超材料中的拓扑态也逐渐受到关注,可为声场的调控提供一种新的思路.通过设计、构建体的拓扑结构,可以在低一维的边界上得到鲁棒的边界态,其受对称性保护的特点有助于声信号的高效传输或局域.近期的研究发现高阶拓扑相则可对应低两个,甚至更低维度的拓扑边界态,例如三维系统中的一维拓扑棱态和零维拓扑角态.目前,声学中的高阶拓扑态研究多聚焦于具有平移对称性的周期结构上.本文以彭罗斯准周期结构的二维声学散射体模型为依托,研究了不同旋转中心和边界下的高阶拓扑态,实现了打破平移对称性、受五重旋转对称性保护的零维角态.基于局域态密度理论计算了相应的电荷密度,分析了多类声局域态的拓扑性质,并通过实验验证了拓扑角态的存在.本工作为复杂结构声学新功能器件的设计提供了更多的可能性.

关键词：声学超材料二维准晶拓扑声学高阶拓扑

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La3Ni2O7中近邻库仑相互作用诱导的电荷序研究

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物理学报 2025年

作者：杜政忠李婕卢毅南京大学物理学院与固体微结构国家重点实验室南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心

Ruddlesden-Popper型双层镍酸盐材料La3Ni2O7在高压（>14 GPa）下表现出约80 K的超导转变温度（Tc），引起了广泛关注[1]。该材料独特的双层结构赋予其不同于铜基超导体的电子结构特性，其超导机理具有重要的研究价值。实验发现该体... 详细信息

Ruddlesden-Popper型双层镍酸盐材料La3Ni2O7在高压（>14 GPa）下表现出约80 K的超导转变温度（Tc），引起了广泛关注[1]。该材料独特的双层结构赋予其不同于铜基超导体的电子结构特性，其超导机理具有重要的研究价值。实验发现该体系中存在电荷密度波与自旋密度波序，可能与超导态存在竞争关系，深入探究其形成机制对于理解该体系的超导本质具有重要意义。本工作结合密度泛函理论与动力学平均场理论（DFT+DMFT），在包含两个子格点Ni-eg轨道的低能有效模型基础上，引入Hartree平均场处理近邻格点间库仑相互作用，系统研究了非局域库仑相互作用对电荷有序行为与电子关联效应的影响。计算结果表明，当V≤Vc1≈0.46 eV时，体系保持子格点对称性，谱函数无显著变化；当V> Vc1时，子格点对称性破缺，体系进入电荷有序相，且谱函数发生明显的重构。进一步增大V至Vc2≈0.63 eV后，体系进入完全极化态，其中一个子格点近乎空，占据主要集中于另一子格点，后者接近3/4填充。本研究揭示了近邻库仑相互作用在驱动电荷不均匀分布及调控电子关联中的关键作用，为全面理解La3Ni2O7中的低能有序态提供了新的视角。

关键词：镍基超导电荷序动力学平均场

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拓扑选择性非厄密趋肤效应

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物理学报 2025年

作者：杨星刘梦蛟侯佳浩李添悦王漱明南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心

拓扑边界态因在带隙中的鲁棒性和无损耗的传输特性备受关注，但在复杂系统中实现其稳定激发仍是一个挑战。本文提出了一种利用亚对称性保护的边界态与长程非互易耦合系数，实现具有拓扑选择性的非厄密趋肤效应(Non-Hermitian Skin Effec... 详细信息

拓扑边界态因在带隙中的鲁棒性和无损耗的传输特性备受关注，但在复杂系统中实现其稳定激发仍是一个挑战。本文提出了一种利用亚对称性保护的边界态与长程非互易耦合系数，实现具有拓扑选择性的非厄密趋肤效应(Non-Hermitian Skin Effect, NHSE)的方法。该方法能够选择性地对平庸体态施加非厄密趋肤效应，同时保持拓扑边界态不受影响，从而实现拓扑模式与体态模式在空间上的有效分离，并在能带密集的系统中实现鲁棒的边界态激发。此外，我们将该模型扩展到二维体系，实现了角态与体态模式的有效分离。我们通过紧束缚模型进行理论预测，分析了该模型中非厄密效应对能谱和趋肤性质的调控机制，并利用有限元仿真在光学耦合环中验证了这一机制的可行性，研究了非厄密趋肤效应的本征态特性，并实现了拓扑态的鲁棒激发。该机制将非厄密物理与拓扑光子学相结合，为提升光子系统中信号的稳定性提供了新的思路与方向。

关键词：拓扑光子学非厄密趋肤效应光学耦合环

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兼容水和油分散性的二氧化锡量子点的制备及其晶体尺寸、晶面结构和能隙的调控

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南京大学学报(自然科学版) 2024年第6期60卷 1028-1035页

作者：朱华艺崔雨辰习智原章建辉固体微结构国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学物理学院南京210093

二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.... 详细信息

二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.针对兼容水和油分散性的SnO_(2)的应用需求与现有SnO_(2)商品只能分散于水的矛盾,开发了一种溶剂热结晶的方法,成功制备了兼容水和油分散性的SnO_(2)量子点(SnO_(2)quantum dots,SnO_(2)QDs),通过调控溶剂热结晶时间(0~24 h),获得晶粒尺寸、能隙、(110)晶面占比分别在2.12~4.16 nm,3.72~4.15 eV和12.6%~43.3%可调的不同结晶质量的SnO_(2)QDs.所得量子点可应需要来稳定分散于水、乙醇、乙酸乙酯等多种水或油性溶剂中,形成可长期在室温下储存的黄色澄清的SnO_(2)QDs分散溶液.

关键词：二氧化锡量子点材料晶面调控带隙调节

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非质子型二氧化碳电化学还原路径与锂-二氧化碳电池

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科学通报 2025年第9期70卷 1164-1176页

作者：刘忆雯潘慧何平固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210023

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其... 详细信息

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其反应条件温和、操作简单及安全性较高等优势,受到了广泛的关注.然而,析氢反应的竞争、产物的低选择性、依赖能量输入等问题仍制约着该类技术的规模化与工业化.锂-二氧化碳(Li-CO_(2))电池作为一种新兴技术,利用Li^(+)与H^(+)相似的化学性质,在非质子体系中实现高选择性的CO_(2)还原,并具备高能量密度,从而提高了反应的可控性与功能性.尽管如此,该技术仍需克服高过电位、迟缓的反应动力学和严重的寄生反应等技术难题.本文综合分析学术界对质子与非质子型CO_(2)还原反应机制的现有认识,阐述Li-CO_(2)电池在CO_(2)还原中的优势.同时,从规避超氧物种的产生,调整反应路径和采用辅助策略三个角度,探讨优化Li-CO_(2)电池性能的方法,最后,对Li-CO_(2)电池技术未来的发展趋势进行展望,为其他非质子体系中的氧化还原提供指导思路.

关键词：二氧化碳还原氧化还原路径锂-二氧化碳电池非质子型还原

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基于超构表面光谱编码的红外宽谱微型光谱仪

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光学学报 2025年第5期45卷 250-257页

作者：万源庆刘威骏余浩祥王漱明南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093 南京大学物理学院江苏南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心江苏南京210093

为了解决传统红外光谱仪体积大,而微型红外光谱仪因受体积限制光谱范围普遍较窄的问题,提出一种基于超构表面的红外宽谱微型光谱仪。根据光谱编码的原理,针对1~10μm波段设计了透过率较高的偏振不敏感的通道结构,这些结构的光谱透过率... 详细信息

为了解决传统红外光谱仪体积大,而微型红外光谱仪因受体积限制光谱范围普遍较窄的问题,提出一种基于超构表面的红外宽谱微型光谱仪。根据光谱编码的原理,针对1~10μm波段设计了透过率较高的偏振不敏感的通道结构,这些结构的光谱透过率曲线相关性较低,利用深度学习方法重建光谱,对于较为光滑的光谱曲线,其重建准确率在90%以上,作为光谱重建研究的补充,重建了包含较窄单峰的光谱曲线。研究结果表明,所设计光谱仪对光的利用效率较高、结构紧凑且易于集成,在红外宽带光谱探测方面具有良好的应用场景。

关键词：超构表面光谱编码红外光谱光谱仪

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基于有机光电突触晶体管的储池计算网络

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中国科学：化学 2024年第4期54卷 645-653页

作者：杜晓松顾健晖彭立超孙金瑞姜赛李昀常州大学微电子与控制工程学院常州213164 南京微结构国家实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学电子科学与工程学院南京210093

随着人工智能技术的快速发展,兼具高能效智能感知和计算的光电神经形态受到了广泛的关注.为了增强神经形态器件对不同应用场景的普适性,构建突触塑性能够灵活可调制的神经形态器件和电路至关重要.本文设计了一种基于非对称电极结构的有... 详细信息

随着人工智能技术的快速发展,兼具高能效智能感知和计算的光电神经形态受到了广泛的关注.为了增强神经形态器件对不同应用场景的普适性,构建突触塑性能够灵活可调制的神经形态器件和电路至关重要.本文设计了一种基于非对称电极结构的有机突触晶体管,并利用液相制备的大面积有机超薄半导体作为光感知和计算材料.该光电突触晶体管表现出典型的光刺激后突触电流(excitatory postsynaptic potential,EPSC)、双脉冲易化(paired-pulse facilitation,PPF)和脉冲强度依赖塑性(spike-amplitude-dependent plasticity,SADP),可以实现高能效的图像降噪预处理.为了进一步满足储池计算对于突触塑性可调性和网络非线性的要求,我们制备有机n型晶体管,设计了一个基于p型和n型晶体管的突触模拟电路.该突触电路可实现从短程塑性(short-term synaptic plasticity,STP)到长程塑性(long-term synaptic plasticity,LTP)的高度可调性,以及可配置的双脉冲易化特性,显著增强了突触晶体管的电流非线性度.基于有机突触模拟电路,我们构建了降噪预处理融合的储池计算系统,该储池神经网络对于去噪后的MNIST手写数据集表现出85%的识别准确率.此工作表明,有机光电突触晶体管有效的降噪功能和突触模拟电路的灵活调制能力对实现多模态、多尺度、高准确率和低功耗神经网络具有重要的意义.

关键词：有机突触晶体管突触模拟电路高可调性 PPF 光电多模态储池计算

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为绿色能源赋能:动力电池和储能电池的发展与创新

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科学通报 2025年第9期70卷 1115-1117页

作者：周豪慎固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210093

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球... 详细信息

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球能源结构转型和新能源汽车行业快速发展,具有高能量密度、高安全性等特点的动力电池和安全环保、成本低廉的储能电池已成为未来能源技术发展的重要方向,在推动能源革命和支撑能源新业态发展方面发挥着日益重要的作用.

关键词：动力电池负极消费电子产品能量储存

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二维WTe_(2)晶格对称性的光学研究

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物理学报 2022年第17期71卷 283-291页

作者：何宽鱼邱天宇奚啸翔南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

二维WTe_(2)由于特殊的晶格对称性而衍生出量子自旋霍尔效应、非线性霍尔效应等奇异性质.确定其晶体结构的细节,是理解这些性质的重要出发点.本文利用温度、偏振依赖的拉曼光谱与光学二次谐波产生,详细研究了一至三层WTe_(2)的晶格对称... 详细信息

二维WTe_(2)由于特殊的晶格对称性而衍生出量子自旋霍尔效应、非线性霍尔效应等奇异性质.确定其晶体结构的细节,是理解这些性质的重要出发点.本文利用温度、偏振依赖的拉曼光谱与光学二次谐波产生,详细研究了一至三层WTe_(2)的晶格对称性.实验发现,单层样品具有可观的二次谐波产生信号,表明其晶格中心对称性破缺,且偏振依赖符合C_(s)点群,与此前普遍认为的中心对称的1T’结构不同.双层样品具有更为显著的二次谐波产生信号,且信号强度的温度依赖与铁电相变一致,表明层间堆叠产生了更强的中心对称性破缺,提供了该体系中存在层间滑移铁电的证据.三层样品的二次谐波产生信号约为单层样品的五倍,但比双层样品弱一个数量级,表明层间堆叠导致其具有较弱的中心对称性破缺.仅单层与双层样品中出现了多个显著的二阶拉曼散射峰,其温度依赖反映出电子结构对层间耦合高度敏感.这些结果将有助于完善对原子级厚度WTe_(2)物理性质的理解.

关键词：二碲化钨拉曼散射光学二次谐波产生铁电

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基于活性网络模型的细胞组织模拟

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物理学进展 2023年第2期43卷 41-55页

作者：李诸钦雷群利马余强南京大学固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

在过去的十年中,由于细胞生物学的进步,将细胞组织作为活性物质的理论研究已经成为软物质物理学的一个新领域。本文综述了近年来基于细胞组织活性网络(AN)模型的理论进展。在介观尺度上,细胞组织的非平衡动力学主要由细胞的自我推进和... 详细信息

在过去的十年中,由于细胞生物学的进步,将细胞组织作为活性物质的理论研究已经成为软物质物理学的一个新领域。本文综述了近年来基于细胞组织活性网络(AN)模型的理论进展。在介观尺度上,细胞组织的非平衡动力学主要由细胞的自我推进和其他非推进活动驱动,如主动收缩力或细胞张力/体积振荡。自推进细胞的AN模型可以再现体内细胞组织的复杂动力学,如活性/黏附驱动的固液转变、集群和活性湍流。结合细胞张力波动的AN模型还可以模拟果蝇胚胎细胞中的体积振荡波,并预测张力波动驱动的细胞组织固液转变。利用AN模型研究细胞组织的结构相变和密度涨落,加深了我们对这一独特的非平衡软物质系统的认识。

关键词：细胞组织活性网络模型动力学与转变

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