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固体阿秒探测技术

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 71-88页

作者：刘雅欣崔虎彬彭赛男李亮兰鹏飞陶镇生复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室华中科技大学武汉光电国家研究中心物理学院

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电... 详细信息

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电子动力学方面的杰出贡献,标志着阿秒科学的重大突破.固体阿秒探测技术的出现,为实时观测和记录固体中电子的超快运动提供了前所未有的精度,揭示了这些过程背后的物理机制.本文重点介绍了阿秒光电子能谱、固体高次谐波和阿秒瞬态吸收谱这三种主要实验技术,阐述了它们的基本原理、相关应用,并展望了未来的发展趋势和方向.这些研究不仅对于全面揭示光与物质相互作用的深层次信息至关重要,也为开发新一代达到光频的超快光电子器件奠定了坚实基础.

关键词：阿秒脉冲固体高次谐波超快过程

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非静水压环境对U_(3)O_(8)高压拉曼声子行为的影响

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 59-65页

作者：王艺佳吴彬彬刘静仪房雷鸣刘本琼雷力四川大学原子与分子物理研究所四川成都610065 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621022

八氧化三铀(U_(3)O_(8))是动力学和热力学最稳定的铀氧化物。研究U_(3)O_(8)的高压相稳定性和高压声子行为对其在核工业、催化剂等领域的应用具有重要参考价值。由于铀原子([Rn]5f^(3)6d^(1)7s^(2))和氧原子([He]2s^(2)2p^(4))核外电子... 详细信息

八氧化三铀(U_(3)O_(8))是动力学和热力学最稳定的铀氧化物。研究U_(3)O_(8)的高压相稳定性和高压声子行为对其在核工业、催化剂等领域的应用具有重要参考价值。由于铀原子([Rn]5f^(3)6d^(1)7s^(2))和氧原子([He]2s^(2)2p^(4))核外电子结构存在显著差异,因此很难通过同步辐射X射线衍射技术探测高压下铀氧化合物中U-O键合的细微变化。然而拉曼光谱对高压下U-O键合变化非常敏感,它能揭示物质在高压下包括键合或者化学计量等方面的重要信息。目前对U_(3)O_(8)高压结构相变的研究通常聚焦于静水压环境,而非静水压环境对U_(3)O_(8)高压相变的影响尚未得到深入研究。该研究基于金刚石对顶砧的高压拉曼散射技术探究了静水压和非静水压环境对正交α-U_(3)O_(8)高压相变与声子行为的影响。研究表明,静水压(8.1 GPa)和非静水压(8.2 GPa)条件下α-U_(3)O_(8)高压相变起始压力很接近。但由于非静水压环境中样品内的微区偏应力较大,因此非静水压环境中U_(3)O_(8)高压相变结束压力(16.4 GPa)比静水压环境中相应压力(18.5 GPa)约低2~3个GPa。同时本文给出了两对比实验中主拉曼模的一阶压力系数与Mode-Grüneisen参数γ。对比分析可知,高压相变前静水压条件下各主模零压下的一阶压力系数绝对值|dω/d P|几乎均大于非静水压条件下的相应值,这表明相变前非静水压环境中各拉曼模对压力响应不明显;一旦高压相变开始,由于较大微区偏应力的存在极大程度增强了铀氧原子外层电子的耦合作用,故相变后非静水压下压力系数绝对值显著增大。零压下B(6)2模的γ值最小,因此对外部扰动有更积极的响应。此外室温加压时A(3)2和A(4)2模(代表沿a轴氧原子的振动)的一阶压力系数通常小于B(4)2和B(6)2模(代表bc面内氧原子的位移),这表明α-U_(3)O_(8)高压相变前a轴比b、c轴更难被压缩。该工作深入探究了静水压和非静水压环境对α-U_(3)O_(8)高压相变的影响,为了解α-U_(3)O_(8)高压相稳定性和晶格动力学行为提供了重要参考。

关键词： U_(3)O_(8) 高压拉曼光谱高压相变非静水压

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钠离子电池正极预钠化技术进展

储能科学与技术 2025年

作者：李昱李丹丹谢飞唐彬容晓晖梁沁沁胡勇胜中国科学院物理研究所广西电力装备智能控制与运维重点实验室广西电网有限责任公司电力科学研究院

钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势，被视作下一代非常重要的电化学储能技术。预钠化技术可通过引入额外的钠源，对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充，进而有效提升电池的循环寿命与能量密度，在钠离... 详细信息

钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势，被视作下一代非常重要的电化学储能技术。预钠化技术可通过引入额外的钠源，对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充，进而有效提升电池的循环寿命与能量密度，在钠离子电池实际生产应用中具有重要价值。预钠化技术主要分为负极预钠化技术和正极预钠化技术，正极预钠化技术里的自牺牲型补钠剂预混法，因其操作简便，无需额外增添设备，有利于大规模推广。本文首先简单介绍了补钠剂的分类，然后梳理了这一方法在实际生产应用过程中存在的问题，具体涵盖生产储存环节的安全性与稳定性问题、电极制造过程中补钠剂的碱性以及粒径大小的问题，还有电池循环时分解电位过高、分解产物及其分解后对极片产生的影响等问题。随后本文归纳了近年来预钠化相关文献与专利中对应的解决方案，还对这一方法在无负极钠电池中的应用情况作了介绍。最后，本文对未来补钠剂的开发提出了相应的设计原则，并有望为正极预钠化技术的应用提供一定的指导与启发。

关键词：钠离子电池预钠化自牺牲型补钠剂专利分析

紧凑型ECR-DD中子发生器二次电子抑制研究

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真空科学与技术学报 2025年

作者：廖晨伦孟献才李旭李晨暄谢亚红曹小岗徐伟李辉梁立振合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 东华理工大学核科学与工程学院中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所中国科学院高能物理研究所

中子发生器在工作时，D+被加速轰击至钛靶，钛靶受到高能束流轰击的同时表面会产生二次电子，加重电源负载，影响系统的稳定性。本文研究了不同电极结构对腔室温度、真空度和中子产额的影响。结果表明电极腰孔的形状会直接影响二次电子... 详细信息

中子发生器在工作时，D+被加速轰击至钛靶，钛靶受到高能束流轰击的同时表面会产生二次电子，加重电源负载，影响系统的稳定性。本文研究了不同电极结构对腔室温度、真空度和中子产额的影响。结果表明电极腰孔的形状会直接影响二次电子从腰孔逃逸的数量，并进一步影响腔室壁温度，导致壁吸附气体的释放，提升高压打火的频率。模拟分析了二次电子的传输路径，模拟显示靶面溅射二次电子一部分从腰孔溢出轰击在腔室壁，一部分溅射在电极内侧，少部分被反向加速轰击在陶瓷窗上，模拟结果与实物痕迹相吻合。基于该结果开展了电阻与磁场两种方式下二次电子的抑制实验，结果表明采用30-68kΩ的电阻能较好抑制二次电子，此时能在相对较小的电流下获得更高的中子产额；使用1.3T剩磁永磁铁在中心产生约100Gs磁场，能实现二次电子的有效偏转，不影响中子产额的情况下电流下降约23%，实现二次电子的抑制效果。总的来说，在保证电极内部真空度的情况下，应尽量在电极壁开小孔或不开孔或采取有效的二次电子抑制措施，有助于提升中子发生器的稳定性，进而延长其使用寿命。

关键词：氘氘中子源二次电子抑制电阻抑制磁场抑制

铁钴镍三元系水电解催化剂的制备及其性能研究

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现代化工 2025年第01期 82-86+92页

作者：王明华赵喆张文浩王英鹏顾军王泓鉴东北大学冶金学院东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室南京大学物理学院中科院长春光学精密机械与物理研究所

采用水热法制备并表征了铁钴镍系列氢氧化物催化剂，考察了铁钴镍催化剂摩尔分数对泡沫镍电极电催化性能的影响。结果表明，铁钴镍系列氢氧化物催化剂的最佳制备条件为：水热温度60℃、持续时间8 h,此时得到的样品比表面积最大，为59.61... 详细信息

采用水热法制备并表征了铁钴镍系列氢氧化物催化剂，考察了铁钴镍催化剂摩尔分数对泡沫镍电极电催化性能的影响。结果表明，铁钴镍系列氢氧化物催化剂的最佳制备条件为：水热温度60℃、持续时间8 h,此时得到的样品比表面积最大，为59.61 m2/g; 25 mA/cm2的电流密度下60%摩尔分数的Ni样品的析氧电位仅为1.35 V;Co（OH）2摩尔分数为20%的催化剂在25 mA/cm2的电流密度下最低析氧电位仅为1.33 V,过电位为100 mV;而20%Fe（OH）3的样品表现出最低的阻抗。将优化成分后的铁钴镍（摩尔比为2∶2∶6）系氢氧化物催化剂作为测试样品涂覆在镍网电极上，在大面积电极下，电流密度为2 000 A/m2时小室电压为1.71 V左右、过电位为420 mV。

关键词：铁钴镍三元催化剂水热法水电解析氧电位

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基于高对称点间干涉的固体高次谐波偏振操控

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 104-112页

作者：龙杰李文清祝晓松李亮兰鹏飞陆培祥华中科技大学物理学院湖北光谷实验室华中科技大学武汉光电国家研究中心

椭偏超短脉冲对手性相关的超快动力学研究至关重要.产生椭偏超短脉冲的关键在于获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波.本文提出了一种可以获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波的方法.该方法利用了固体介质倒空间中的不同高... 详细信息

椭偏超短脉冲对手性相关的超快动力学研究至关重要.产生椭偏超短脉冲的关键在于获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波.本文提出了一种可以获得连续阶次具有相同旋向的大椭偏高次谐波的方法.该方法利用了固体介质倒空间中的不同高对称点附近区域贡献的高次谐波之间的干涉效应.以同向旋转双色圆偏光驱动石墨烯为例,通过理论模拟演示了这一方案.结果表明,在产生的谐波信号中,一个旋向的谐波分量由于相消干涉被抑制,而另一个旋向的谐波分量由于相长干涉得到增强并在谐波谱中占主导.该方法为有效产生椭偏阿秒超短脉冲提供了新的思路.

关键词：高次谐波椭偏超短脉冲干涉效应

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热红外遥感影像的全天时舰船尾迹检测方法研究

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光学学报 2025年

作者：钟一凡李丽圆陶天宇陈凡胜复旦大学光电研究院上海市智能光电与感知前沿科学研究基地复旦大学信息科学与工程学院中国科学院上海技术物理研究所红外物理重点实验室

由于海面温度垂直分层，船只行驶过后留下可被探测的热尾迹可以延绵数百甚至上千米，相对于船头，热尾迹空间分布更广更容易被观测。因此，本文重点探讨了基于热红外遥感图像的全天时舰船尾迹检测方法，提出了一种基于LSD算法的自适应... 详细信息

由于海面温度垂直分层，船只行驶过后留下可被探测的热尾迹可以延绵数百甚至上千米，相对于船头，热尾迹空间分布更广更容易被观测。因此，本文重点探讨了基于热红外遥感图像的全天时舰船尾迹检测方法，提出了一种基于LSD算法的自适应阈值尾迹检测方法，通过高斯模糊预处理、图像分割、边缘检测及曲线拟合，实现舰船尾迹的识别与分割，显著提高了抗噪声能力和尾迹检测的准确性。实验结果验证了该方法的有效性，为热红外尾迹信息反演与数据集建立提供了支持。

关键词：遥感与传感器直线检测热红外遥感图像舰船尾迹

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微波-声子与光-磁纠缠态的产生

物理学报 2025年

作者：徐明慧刘晓敏史佳佳张冲张静杨荣国郜江瑞山西大学物理电子工程学院山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学光电研究所

量子纠缠是量子计算和量子通信网络的核心资源。本文提出了一种在腔光磁力系统中同时获得微波-声子和光-磁纠缠的理论模型。该模型基于磁振子的混合量子系统，注入由超导电光装置产生的光-微波纠缠光束作为内腔场，并且用蓝失谐微波场... 详细信息

量子纠缠是量子计算和量子通信网络的核心资源。本文提出了一种在腔光磁力系统中同时获得微波-声子和光-磁纠缠的理论模型。该模型基于磁振子的混合量子系统，注入由超导电光装置产生的光-微波纠缠光束作为内腔场，并且用蓝失谐微波场激发磁振子模式产生磁振子-声子纠缠。通过光力分束器及微波-磁子状态交换相互作用转移纠缠，最终可以获得微波-声子和光-磁纠缠。理论上从系统哈密顿量和量子郎之万方程出发，得到漂移矩阵A，由漂移矩阵的负本征值保证文章计算的纠缠处于稳定状态。再利用对数负性分析研究了系统中量子纠缠的特性与相关参数的依赖关系。研究表明该系统可同时获得微波-声子以及光-磁之间稳态纠缠，并且在系统中直接注入纠缠的微波与光可以显著提升纠缠对温度的鲁棒性。该研究将在量子网络和混合量子系统的量子信息处理方面奠定基础。

关键词：量子纠缠光磁力双模压缩

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昆明地区气态亚硝酸及其对臭氧浓度影响模拟

北京大学学报(自然科学版) 2025年

作者：张静唯龚元均冉海艳谭雅娴屈玉安俊岭陆克定董华斌邱飞杨健云南省大湄公河次区域气象灾害与气候资源重点实验室云南大学国家环境保护大气臭氧防治重点实验室北京大学环境科学与工程学院中国科学院大气物理研究所云南省生态环境监测中心昆明市生态环境科学研究院

羟基自由基（OH）是对流层大气中最重要的氧化剂，可显著促进大气中臭氧(O3)生成。HONO光解是OH的主要来源之一，可显著增强大气氧化性并升高O3浓度。云南省尤其是昆明市的O3污染事件近年来频繁发生，以往的相关研究多从气象要素角度开... 详细信息

羟基自由基（OH）是对流层大气中最重要的氧化剂，可显著促进大气中臭氧(O3)生成。HONO光解是OH的主要来源之一，可显著增强大气氧化性并升高O3浓度。云南省尤其是昆明市的O3污染事件近年来频繁发生，以往的相关研究多从气象要素角度开展，迄今未见云贵高原地区HONO及其对大气氧化性和O3生成的相关工作报道。基于上述背景，本研究于2021年4–5月云南省O3污染事件频发的时段，在昆明市开展了首次HONO观测，并结合WRF-Chem空气质量模式，评估了添加HONO潜在来源与否两种情景。模拟结果表明，使用MEIC清单（2020年版本）能够较好地模拟昆明市的HONO、NO2、O3和PM2.5等污染物。HONO潜在来源显著增强了大气氧化性和OH自由基的生成速率，引起昆明市距地面4 km范围内O3增量为2–6 ppb （相应增幅约2%–8%）、近地面O3增量约4–7 ppb，并在一定程度上影响了O3-VOCs-NOx敏感性。本工作加深了对云贵高原地区HONO、大气氧化性及O3生成的认识，可为本地区的O3污染治理提供参考。

关键词：气态亚硝酸臭氧污染大气氧化性昆明市 WRF-Chem空气质量模式自由基