物理学报

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锂离子动力电池电化学建模进展及降阶方法研究————作者：张艳岗;董泽庆;郑利锋;王凯;梁君飞;

摘要：动力电池作为新能源汽车的核心动力装置，其精准建模对于动力电池的运行状态估计、全生命周期故障诊断、多工况安全管控等具有重要意义。以P2D模型为代表的电化学模型作为能从微观尺度表征电池内部电化学反应过程的机理模型，其对于动力电池的老化、生热行为的准确描述是电池单体容量衰减、内阻增加、受热不均以及电池模组性能不一致评价的重要依据。文章梳理了目前锂离子动力电池电化学建模的最新研究进展，剖析了电化学模型与等...

基于原子天线的混沌信号传输————作者：赵晨含;苏楠;刘瑶;何军;詹德芳;刘智慧;王军民;

摘要：本文通过构建里德堡原子天线演示了复杂信号的多路并行传输。利用852nm、509nm波长的激光进行双光子级联激发制备铯(¹³³Cs)原子里德堡态，利用差分探测技术消除激光共模噪声，获得高信噪比的电磁感应透明（EIT）光谱。实验将复杂混沌信号分解为三维独立电场信号，演示了三路信号的时间分离传输和多载波并行传输。我们定量评估了传输信号与参考信号的关联特性，相关结果证实光学原子天线可...

低磁场螺旋波等离子体中Trivelpiece-Gould波的功率沉积特性————作者：李文秋;唐彦娜;刘雅琳;王刚;

摘要：深入理解螺旋波等离子体中的低磁场密度峰值现象， 对全面揭示螺旋波放电机制至关重要. 本研究基于低温等离子体动理学效应和带电粒子温度各向异性假设， 利用均匀等离子体中电磁波的一般色散关系， 理论分析了低磁场（<100 G）、低气压条件下Trivelpiece-Gould （TG） 波的色散特性、波数关系及功率沉积特性. 研究结果表明: 在ω/2π=13.56 MHz、T_i，z

旋转圆柱阴极磁控溅射三维仿真模型的建立与验证————作者：马梓淇;徐强;肖梦然;汤诗奕;陶志群;杨东杰;安小凯;刘亮亮;崔岁寒;吴忠振;

摘要：旋转圆柱阴极具有较高的理论靶材利用率，已经普遍应用于各行各业的薄膜制备中。在其等离子体研究方面，相对于平面阴极，旋转圆柱阴极的等离子体放电输运过程涉及三维体系，对此传统模型的计算量大且收敛性差，导致仿真困难。鉴于此，本文利用二维粒子网格/蒙特卡洛（PIC/MCC）模型计算等离子体密度和电势分布作为自洽背景场，再通过三维检验电子蒙特卡洛（MC）方法跟踪电子运动实现三维等离子体放电仿真。在此基础上，以...

荧光标记对RecA介导的同源重组链交换的影响————作者：王利邦;王浩;李明;陆颖;徐春华;

摘要：同源重组是维持基因组稳定和生物多样性的核心机制.RecA作为最早被发现的同源重组酶，在同源重组链交换过程中起着关键作用.关于同源重组机制的研究已持续数十年，近年来使用单分子技术使得该领域研究取得了不少重大突破.其中单分子FRET（Fluorescence Resonance Energy Transfer）技术的应用最为广泛，然而FRET实验所必需的荧光标记可能会对RecA介导的链交换过程产生影响...

飞秒激光时间色散调控铌酸锂片上太赫兹波产生————作者：段浩宇;徐西坦;郑子阳;黄意博;卢瑶;吴强;许京军;

摘要：飞秒激光激发非线性材料是目前太赫兹的关键产生技术之一。它由于具有超快时间分辨、超宽频谱分布等优点，已广泛应用于太赫兹表征与测量、感知与成像等方面。然而通过微结构等对太赫兹波的调控方法只能对太赫兹传输过程进行调控，且面临设计困难，工艺复杂等障碍，难以在产业上广泛应用。本文通过引入脉冲整形系统改变飞秒激光脉冲的时间色散，可以直接调控飞秒激光与铌酸锂晶体的相互作用过程，从而对太赫兹产生过程进行直接调控。...

一氧化碳气体粘度微观机理研究————作者：张君焯;李言钦;李智聪;闫水保;

摘要：本文结合密度泛函理论与平衡分子动力学模拟，构建了从量子力学到连续介质力学的跨尺度耦合模型，基于所建立的高精度势函数与Green-Kubo线性响应理论，研究了极性分子CO气体在100-800 K温度范围内的剪切粘度与体积粘度。分子动力学模拟基于C语言编程实现，采用自适应时间步长算法以提高计算效率。研究结果表明，CO的体积粘度结果对势函数敏感性明显高于剪切粘度，不同传统方法相应高估了体积粘度；所得体积...

基于单层MoS2场效应管中等离子波的太赫兹探测仿真————作者：王小云;范汇川;陈效双;王林;

摘要：低维材料体系得益于其本身极高的载流子迁移率以及灵活的集成性，在太赫兹探测领域被研究并展现出极大的应用潜力。目前利用软件对半导体太赫兹探测进行仿真分析所依赖的结构主要面向体材料，而对于低维材料体系的太赫兹探测仿真分析则相对空白。本文章首次对单层MoS₂场效应管中等离子体波效应的太赫兹探测进行了仿真分析，并且系统地阐述了利用等离子体波进行太赫兹探测的原理以及分析过程。通过调整不同...

基于神经网络和动力学模拟方法研究高温N₂-O₂态-态碰撞振动激发和解离过程————作者：郭昌敏;张红;程新路;

摘要：散射截面和反应速率系数是阐明分子气体态-态碰撞传能机制的重要参数，也是进行非平衡气体动力学建模的重要依据。本文采用动力学模拟中的准经典轨迹方法（QCT）计算了90个不同初始振动态组合的N₂（v）+O₂（w）碰撞过程，详细讨论了各个振动激发、解离反应通道的贡献和演变趋势。研究发现，O₂和N₂在振动-振动能量交换（...

面向SiO₂/Si异质结构的纳米SiO₂导波层表面效应及弹性理论失效判定————作者：明威;张涛;文芷菁;李乐康;巩鹏杰;张广明;

摘要：随着微纳声学器件的快速发展，其核心声学结构已进入纳米尺度范畴，表面效应对薄膜材料性能的影响日益凸显，经典弹性理论面临挑战。本文基于表面弹性理论，引入表面能密度研究纳米尺度下的表面效应，采用傅里叶积分变换法推导出纳米尺度SiO₂/Si异质结构薄膜表面牵引力下应力场与位移场的解析表达式。研究结果显示，若以表面应力分布与经典理论相差3%作为判断标准，在激励区域宽度2a的5倍范围内，...

淀粉样多肽Aβ₄₂与Medin共聚集的分子动力学模拟研究————作者：潘文雁;程传勇;牛菁菁;元冰;杨恺;董雪薇;

摘要：Medin淀粉样蛋白的聚集导致动脉壁退化和脑血管功能障碍，参与多种血管疾病的发生与发展。在血管性痴呆或阿尔茨海默症患者的脑小动脉中发现Medin聚集体增加，且Medin与血管β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积物共定位。实验证实Medin通过与Aβ形成异源纤维并交叉接种Aβ而直接与Aβ产生作用并促进其聚集。然而，Medin与Aβ共聚集的微观机制仍不清楚。本文利用大规模的全原子副本交换分子动力学模拟（累计模拟...

晶体旋转影响下的溶液法6英寸SiC单晶生长研究————作者：杨垚;李早阳;高俊浩;祁冲冲;李登辇;武光辉;刘立军;

摘要：溶液法是生长低缺陷高品质碳化硅（SiC）单晶的重要方法，针对6英寸溶液法生长SiC单晶系统，建立了感应加热和热质传递全局数值分析模型，考虑了洛伦兹力、离心力、热浮力以及表面张力对溶液流动的耦合作用，研究了晶体旋转对溶液中速度场、温度场、碳浓度场、晶体生长速率以及坩埚壁面碳溶解析出的影响规律。结果表明，溶液中洛伦兹力的存在使得低晶体转速下的流场十分复杂，晶体转速需要控制在合适的范围内，使得生长界面下...

MoS₂改性粘接层对PZT MFC/Metglas磁电复合材料磁发射性能的增强机制研究————作者：尤世越;秦智;马亮;石登财;沈杰;金伟;周静;

摘要：针对传统低频电天线存在的体积庞大与高功耗问题，基于压电谐振原理的磁电（magnetoelectric，ME）天线展现出显著的优势。然而，磁电复合材料中的粘接层与压电相、铁磁相之间的声学阻抗失配现象，严重阻碍了磁-机-电耦合过程中的应力传递效率，进而限制了磁电复合材料的磁辐射强度。为提升磁发射性能，本文设计了一种高界面应力传递特性的磁电复合材料，其具有类三明治的结构，由Pb（Zr， Ti）O

电子/离子成像技术在冷原子分子及相关领域中的应用————作者：刘洋;沈镇捷;王新成;江玉海;

摘要：随着激光冷却原子分子技术和全空间电子离子成像技术的日益成熟与发展，运用动量成像技术研究冷原子特征属性和碰撞动力学是一个新兴方向，并且发展了一系列高分辨的电子离子探测装置，在冷分子反应、里德堡原子、核衰变、BEC光电离与冷等离子体、冷原子与离子/电子碰撞、冷原子相干控制、强场超快等研究方向取得一系列创新成果。本文综述了相关领域具有代表性的仪器以及相应的重要成果，最后对成像技术在冷原子上述各相关研究领...

力载作用下基于CT原位表征的TATB造型粉颗粒体系力学行为演化研究————作者：陶杰;李海宁;戴斌;蓝林钢;郭菲;张伟斌;聂福德;

摘要：TATB是目前安全性能最好的炸药，TATB造型粉颗粒经压制成型的高聚物粘结炸药（PBX）在军事中具有重要的应用。在应力作用下，TATB造型粉颗粒体系的演化决定了成型药柱的细观结构和整体质量。TATB造型粉颗粒体系在力载作用下的结构演化和力学特性变化难以表征。本研究采用X-μCT层析成像与同步原位力载相结合的方法，通过对CT图像处理与分析，建立了TATB造型粉颗粒体系的三维孔隙网络模型（PNM），基...

分区级数解法在二维Dirac方程中的应用————作者：孙松阳;朱嘉麟;

摘要：随着石墨烯等二维材料的发现，相对论二维Dirac方程越来越受到研究者们的关注，准确求解电磁场中的Dirac方程是研究和调控Dirac电子量子状态的基础。通过将分区级数方法应用到Dirac方程中并对该方程在正则区、泰勒区和非正则区进行级数展开，Dirac电子束缚态的普适性判据被推导出来，束缚态的能级和波函数被计算出来。用该方法计算有质量Dirac电子在库仑电势下（相对论二维类氢原子）的能级和波函数并...

高电荷态N⁶⁺离子与H原子碰撞中态选择电荷交换过程理论研究————作者：牛佳洁;张唯唯;祁月盈;高俊文;

摘要：本研究采用双电子半经典渐近态强耦合方法，系统研究了N⁶⁺（1s）离子与H（1s）原子碰撞体系在 0.25–225 keV/u 能区内的单电子俘获过程。计算得到了自旋平均与自旋分辨的总截面、主量子数n分辨以及轨道量子数 n?分辨的截面数据，并与现有实验结果及多种理论方法的计算结果进行了系统对比分析。计算结果表明，总截面在低能区对能量依赖性较弱，而在高能区则呈现单调递减趋势。态分...

La₃Ni₂O₇中近邻库仑相互作用诱导的电荷序研究————作者：杜政忠;李婕;卢毅;

摘要：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（T_c），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...

量子多模下的非局域量子纠缠制备研究进展————作者：李涛;王雪琦;解志浩;

摘要：非局域量子纠缠是未来量子网络的一种核心资源.局域产生的量子纠缠在通过量子信道传输时呈现指数衰减的分发效率,大幅降低了量子网络节点之间生成非局域量子纠缠的效率.该问题在涉及多对非局域量子纠缠的实际量子技术中将进一步加剧.空间多模、时间多模以及频率多模等经典多模技术在一定程度上加快了非局域量子纠缠的生成速率,但并未提升单次信道传输效率.量子多模技术基于单光子的高维编码,能够在一次量子信道传输中,在量子...

旋转声学黑洞的超辐射与霍金辐射数值研究————作者：陆琨;陈乐丰;葛先辉;

摘要：本文基于类比引力模型，对声学黑洞的超辐射和霍金辐射现象进行了数值研究。通过求解特定声学度规背景下标量场的径向方程，计算了不同频率下的反射系数、透射系数和霍金辐射功率谱。数值结果验证了超辐射的存在，即当入射声波频率低于声学黑洞的特定频率阈值m?H时，反射波会被放大。同时，计算结果与能量守恒关系一致，验证了数值方法的可靠性。关于霍金辐射，我们计算了其功率谱随频率的变化。观察到在超辐射临界频率附近，霍金...

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