2019年物理科学一处评审工作综述

2019年度国家自然科学基金评审工作已结束,文章对物理科学一处本年度申请和资助项目情况进行了统计分析,将一年来的评审工作结果向广大科技界汇报。同时,对申请和资助过程中一些新政策、新动向以及碰到的一些新情况、新问题进行归纳和总结,供广大科研人员参考。物理科学一处各项工作得到科技界广大专家们的支持,在此向支持物理科学一处工作的专家们表示衷心感谢!     

Mechanically tunable broadband terahertz modulator based on high-aligned Ni nanowire arrays

We present a mechanically tunable broadband terahertz(THz) modulator based on the high-aligned Ni nanowire(NW)arrays. The modulator is a sandwich structure consisting of two polydimethylsiloxane layers and a central layer of highaligned Ni NW arrays. Our experimental measurements reveal the transmittance of THz wave can be effectively modulated by mechanical stretching. The NW density in arrays increases with the strain increasing, which induced an enhancement in the absorption of THz wave. When the strain increases from 0 to 6.5%, a linear relationship is observed for the variation of modulation depth(MD) of THz wave regarding the strain, and the modulated range is from 0 to 85% in a frequency range from 0.3 THz to 1.8 THz. Moreover, the detectable MD is about 15% regarding the 1% strain change resolution. This flexible Ni NW-based modulator can be promised many applications, such as remote strain sensing, and wearable devices.     

Performance analysis of single-focus phase singularity based on elliptical reflective annulus quadrangle-element coded spiral zone plates

Optical vortices generated by the conventional vortex lens are usually disturbed by the undesired higher-order foci,which may lead to additional artifacts and thus degrade the contrast sensitivity. In this work, we propose an efficient methodology to combine the merit of elliptical reflective zone plates(ERZPs) and the advantage of spiral zone plates(SZPs) in establishing a specific single optical element, termed elliptical reflective annulus quadrangle-element coded spiral zone plates(ERAQSZPs)...     

围绕立德树人浅谈思政点的融入——以原子物理学为例

本科教学中应坚持立德树人,注重内涵建设,以学科和专业为引领,促进学生全面发展.原子物理学为物理学专业大二学生的主要课程,正是培养和引领学生树立正确思想导向的关键时期.在原子物理学中融入关键思政点以加强立德树人建设,是培养一流人才、打造一流本科教学的关键.文章主要讨论了在原子物理学教学中,如何以立德树人为目标,科学、正确地融入课程思政内容.     

原子尺度控制钙钛矿氧化物薄膜的异质外延生长和特性研究

用激光分子束外延,原子尺度控制的外延生长出多种钙钛矿氧化物异质结.X射线衍射和原子力显微镜测量结果表明,在Si基底上生长的SrTiO3和LaAlO3薄膜具有很好的外延结构和取向,其表面达到原子尺度的光滑.YBCO/SrNb0.01Ti0.99O3、La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3(LSMO/SNTO)等异质结,均观测到较好的p-n结I-V特性.首次观测到钙钛矿结构氧化物p-n结电流的磁调制和正巨磁电阻效应,在255K条件下,当外加磁场分别为5×10-4T、1×10-3T、1×10-2T和0.1T时,LSMO/SNTO p-n结的磁电阻变化率ΔR/R0达到:46.7%、59.7%、70.5%和83.4%;当外加磁场为3T时,在100K条件下,在LSMO/SNTO多层p-n异质结上观测465%的正磁电阻变化率.     

链状Pt-Ni纳米颗粒的制备、表征及高效电催化性能

开发高效、稳定的电催化剂是燃料电池走向实用的关键.为了解决催化剂因尺寸效应引起的催化活性和稳定性之间的矛盾,采用简便的一步溶剂热法设计合成了具有一维链状结构的Pt-Ni合金纳米颗粒催化剂.链状Pt-Ni纳米颗粒由平均尺寸约为10 nm的纳米颗粒和直径约为3 nm,长度为几百纳米的纳米线组装而成,该结构具有零维纳米颗粒高的比表面积和一维纳米线高的结构稳定性优势,可显著提高甲醇氧化反应的催化活性和稳定性,其质量活性和比活性分别是商业Pt/C纳米催化剂的5.7倍和7.6倍.经1000圈循环伏安测试后,该纳米材料仍保留91.2%的比活性,远高于商业Pt/C的4.4%.制备的一维链状结构很好地解决了纳米颗粒催化剂在反应中的团聚问题,为获得同时具有较高催化活性和稳定性的Pt基纳米催化剂提供了新的途径,有望实现大范围工业化应用.     

钙钛矿氧化物异质结的研究进展

在过去几年中,为了研究钙钛矿氧化物异质结的物性和潜在的应用前景,我们进行了许多探索。在本文中,我们总结了对钙钛矿氧化物异质结一些物理性质的理论描述,揭示了La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3异质结中发现的正磁电阻效应和横向光电效应的物理起源。我们提出的理论模型将有助于理解界面对钙钛矿氧化物异质结各种性质的影响。     

硅基集成电路的发展和新一代栅极氧化物材料的研究现状

随着科学技术的进步和集成电路市场日益扩大的需求，硅基集成电路的集成度越来越高，而集成度的提高是以其核心器件金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的特征尺寸逐渐减小为基础的。当栅极Si02介电层的厚度减小到原子尺度大小时，由于量子效应的影响，Si02将失去介电特性，因此必须寻找一种新的高介电常数(high—K)的氧化物材料来代替它。如今世界上许多国家都开展了替代Si02的介电氧化物材料的研究工作。文章介绍了栅极介电层厚度减小带来的影响，栅极Si02介电层的高尺氧化物材料的要求和租选，并对近期高介电常数氧化物材料的研究状况作了简要的介绍和评述。     

Structure,Electrical,and Optical Properties of Nb-doped BaTiO3 Thin Films Grown by Laser Molecular Beam Epitaxy

Structure,electrical,and optical properties of Nb-doped BaTiO3 (Nb:BTO) thin films on MgO substrates grownby laser molecular beam epitaxy with increasing Nb content were investigated.The Nb:BTO thin films with high crystallinity are epitaxially grown on MgO substrates.With more Nb-doped content,the impurity phases are found in Nb:BTO thin films.Hall measurement at room temperature confirms that the charge carriers of the Nb:BTO thin films are n-type.When the Nb-doped content increases,the carrier concentration and carrier mobility increase.Meanwhile the optical transmittance decreases with the increase of the Nb-doping,and the width of the forbidden band in each group is not affected by the presence of Nb in the samples.Raman spectra show that the structural phase transition may occur with the increase of the Nb-doping content,in the meantime more defects and impurities exist in the Nb:BTO thin films.     

钙钛矿氧化物异质结的光电特性研究进展

光与物质相互作用可以产生各种光学现象,其中光电效应是非常重要的现象之一.文中集中回顾了文章作者在钙钛矿氧化物异质结的光电效应研究中的进展.在钙钛矿氧化物异质结中,分别观测到了传统的纵向光电效应和反常的横向光电效应,并通过对含时的漂移-扩散方程的自洽求解,从理论上分别揭示了钙钛矿氧化物异质结纵向和横向光电效应的动态过程.文章首先介绍了钙钛矿氧化物异质结纵向光电效应的研究进展,接着概述了钙钛矿氧化物异质结横向光电效应研究的进展.最后对氧化物异质结的纵向和横向光电效应的潜在应用前景进行展望.