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基于范德华材料的偏振探测器及性能增强方法(特邀)

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光子学报 2024年第7期53卷 1-20页

作者：王菁焦韩雪陈艳伍帅琴王旭东张书魁褚君浩王建禄中国科学院上海技术物理研究所上海200083 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上海200433

随着高分辨率成像、信息通信、量子计算等先进技术对光电探测精度和效率的需求日益增长,偏振光探测作为光电技术的一个重要分支,正面临着前所未有的挑战和机遇。本文全面综述了基于范德华二维材料的偏振光电探测技术的最新进展,尤其聚... 详细信息

随着高分辨率成像、信息通信、量子计算等先进技术对光电探测精度和效率的需求日益增长,偏振光探测作为光电技术的一个重要分支,正面临着前所未有的挑战和机遇。本文全面综述了基于范德华二维材料的偏振光电探测技术的最新进展,尤其聚焦于通过表面等离激元、铁电场调控以及转角材料等三种先进策略来显著提高偏振探测性能的创新方法。表面等离激元技术通过局域和传播等离激元共振增强光与材料的相互作用,显著提升了偏振探测的灵敏度和选择性。铁电场调控利用铁电材料的自发极化和局域电场,有效调节探测器件的载流子浓度和光电性能,为实现高效率和低能耗偏振探测提供了新的途径。转角材料通过调整双层二维材料之间的相对角度,引入电子结构和光学性质的可调控性,开辟了偏振探测新领域。最后展望了这些策略在未来偏振光电探测技术发展中的应用前景,强调了材料科学和微纳加工技术的综合应用将为实现高性能偏振探测器件提供强大的支持。

关键词：光电探测器偏振探测二维材料等离激元铁电局域场转角范德华材料

In_(0.52)Al_(0.48)As/InP的正向和反向异质结在带隙附近的不同光谱现象

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物理学报 2024年第2期73卷 287-292页

作者：吴洋胡晓刘博文顾溢查访星上海大学物理系上海200444 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

应用光电导谱(PC)和光致发光谱(PL)研究了由分子束外延在InP(100)衬底上生长In_(0.52)Al_(0.48)As获得的两种异质结外延结构,分别是在InP衬底上生长InAlAs形成的正向异质结样品(样品A:In_(0.52)Al_(0.48)As/InP)和InAlAs层继续生长InP... 详细信息

应用光电导谱(PC)和光致发光谱(PL)研究了由分子束外延在InP(100)衬底上生长In_(0.52)Al_(0.48)As获得的两种异质结外延结构,分别是在InP衬底上生长InAlAs形成的正向异质结样品(样品A:In_(0.52)Al_(0.48)As/InP)和InAlAs层继续生长InP形成的上层为反向异质结的双异质结样品(样品B:InP/In_(0.52)Al_(0.48)As/InP).PL和PC实验采用光从表面入射激发的测量构型,样品测量温度为77 K.样品A的PC谱显示,在激发光能量大于表面In_(0.52)Al_(0.48)As层的带隙时出现了电导陡降的反常变化,还在916 nm波长处呈现一小的电导峰结构.PL谱对应此波长位置则出现很强的发光峰.样品B则未观察到上述光谱特征,该差异可从两类异质结不同的界面电子结构获得解释.

关键词：半导体光谱半导体界面光电导光致发光

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夸克胶子等离子体的手征与自旋物理

科学通报 2024年第15期69卷 1989-2007页

作者：王帅黄旭光复旦大学物理学系上海200438 复旦大学粒子物理与场论中心上海200438 复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200433 复旦大学上海理论核物理中心上海200438

相对论重离子碰撞可以产生极端高温的夸克胶子等离子体(quark gluon plasma,QGP),同时也可以产生极强的电磁场和流体涡旋场.这些场直接影响QGP中微观粒子的自旋和轨道运动,诱导出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征... 详细信息

相对论重离子碰撞可以产生极端高温的夸克胶子等离子体(quark gluon plasma,QGP),同时也可以产生极强的电磁场和流体涡旋场.这些场直接影响QGP中微观粒子的自旋和轨道运动,诱导出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征分离效应、手征电分离效应等手征反常输运现象,以及超子自旋极化、矢量介子自旋排列等现象,并有可能对量子色动力学(quantum chromodynamics,QCD)相结构产生重要影响.这些现象一方面提供了在重离子碰撞中探测QCD的非平庸规范场拓扑结构、强相互作用的电荷-宇称(charge-parity,CP)破坏、夸克胶子物质中的自旋动力学等的实验手段,另一方面也与粒子物理、凝聚态物理、天体物理等发生紧密联系,形成活跃的交叉研究领域.本文对上述宏观量子现象的产生机制以及它们在重离子碰撞中的实验信号等进行了回顾和展望,重点介绍了如下内容:(1)重离子碰撞中强电磁场和流体涡旋场的产生;(2)手征反常输运现象的理论基础和实验信号;(3)手征磁效应和涡效应引起的等离子体不稳定性;(4)QGP中的自旋极化现象.

关键词：夸克胶子等离子体相对论重离子碰撞手征反常输运自旋极化现象

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10Be原子核微观团簇结构研究（英文）

原子核物理评论 2024年第1期 148-155+11页

作者：曹颖逾陶德晔周波复旦大学现代物理研究所国家自然科学基金理论物理专款-复旦大学上海核物理理论研究中心

使用微观四体簇模型,研究了10Be原子核的能谱和团簇结构。计算了物理量,如均方根（r.m.s.）半径和电磁跃迁强度。低能态的能量和某些电磁跃迁强度的理论结果与实验数据吻合良好。我们的计算显示03+有显著的半径和标量单极子跃迁强度,这... 详细信息

使用微观四体簇模型,研究了10Be原子核的能谱和团簇结构。计算了物理量,如均方根（r.m.s.）半径和电磁跃迁强度。低能态的能量和某些电磁跃迁强度的理论结果与实验数据吻合良好。我们的计算显示03+有显著的半径和标量单极子跃迁强度,这些性质表明03+态有明显的团簇结构。在激发能Ex研究6He+α和9Be+n在10Be的两体团簇结构。RWAs的结果表明,在10Be低能态中存在6He+α和9Be+n的两体结构,但随着能量升高,6He+α的成分会减小,这可能是由于6He和9Be在较高激发能量下会破裂。此外,有少量高于α+α+n+n阈值的态依然存在显著9Be+n组分。

关键词：团簇模型团簇结构电磁跃迁强度

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重离子碰撞中整体极化的实验研究

原子核物理评论 2024年第1期41卷 20-25页

作者：陈金辉复旦大学现代物理研究所&核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200438

非对心的相对论重离子碰撞在反应区域产生了巨大的轨道角动量,该轨道角动量能够以流体涡旋的形式传递到反应过程产生的夸克-胶子等离子体中(Quark-Gluon Plasma,QGP),QGP中的夸克和胶子通过自旋-轨道相互作用将沿着系统轨道角动量方向极... 详细信息

非对心的相对论重离子碰撞在反应区域产生了巨大的轨道角动量,该轨道角动量能够以流体涡旋的形式传递到反应过程产生的夸克-胶子等离子体中(Quark-Gluon Plasma,QGP),QGP中的夸克和胶子通过自旋-轨道相互作用将沿着系统轨道角动量方向极化,即“QGP的整体极化”效应。经过近二十年的探索,重离子碰撞中Λ超子和φ、K^(*0)矢量介子的整体极化的实验数据证实了QGP整体极化的新现象,这引起了研究人员的广泛关注,成为高能核物理前沿新的热点研究方向。本文简略描述重离子碰撞中整体极化的实验测量,聚焦在Λ超子的整体极化和φ、K^(*0)矢量介子的自旋排列,并讨论实验数据给出的物理信息。

关键词：重离子碰撞 QGP的整体极化超子极化矢量介子自旋排列

GPT系列大语言模型在自然语言处理任务中的鲁棒性

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计算机研究与发展 2024年第5期61卷 1128-1142页

作者：陈炫婷叶俊杰祖璨许诺桂韬张奇复旦大学计算机科学技术学院上海200433 复旦大学现代语言学研究院上海200433

大语言模型(large language models,LLMs)所展现的处理各种自然语言处理(natural language processing,NLP)任务的能力引发了广泛关注.然而,它们在处理现实中各种复杂场景时的鲁棒性尚未得到充分探索,这对于评估模型的稳定性和可靠性尤... 详细信息

大语言模型(large language models,LLMs)所展现的处理各种自然语言处理(natural language processing,NLP)任务的能力引发了广泛关注.然而,它们在处理现实中各种复杂场景时的鲁棒性尚未得到充分探索,这对于评估模型的稳定性和可靠性尤为重要.因此,使用涵盖了9个常见NLP任务的15个数据集(约147000个原始测试样本)和来自TextFlint的61种鲁棒的文本变形方法分析GPT-3和GPT-3.5系列模型在原始数据集上的性能,以及其在不同任务和文本变形级别(字符、词和句子)上的鲁棒性.研究结果表明,GPT模型虽然在情感分析、语义匹配等分类任务和阅读理解任务中表现出良好的性能,但其处理信息抽取任务的能力仍较为欠缺,比如其对关系抽取任务中各种关系类型存在严重混淆,甚至出现“幻觉”现象.在鲁棒性评估实验中,GPT模型在任务层面和变形层面的鲁棒性都较弱,其中,在分类任务和句子级别的变形中鲁棒性缺乏更为显著.此外,探究了模型迭代过程中性能和鲁棒性的变化,以及提示中的演示数量和演示内容对模型性能和鲁棒性的影响.结果表明,随着模型的迭代以及上下文学习的加入,模型的性能稳步提升,但是鲁棒性依然亟待提升.这些发现从任务类型、变形种类、提示内容等方面揭示了GPT模型还无法完全胜任常见的NLP任务,并且模型存在的鲁棒性问题难以通过提升模型性能或改变提示内容等方式解决.通过对gpt-3.5-turbo的更新版本、gpt-4模型,以及开源模型LLaMA2-7B和LLaMA2-13B的性能和鲁棒性表现进行对比,进一步验证了实验结论.鉴于此,未来的大模型研究应当提升模型在信息提取以及语义理解等方面的能力,并且应当在模型训练或微调阶段考虑提升其鲁棒性.

关键词：鲁棒性 GPT模型大语言模型自然语言处理可靠性

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基于深度学习的自然语言处理鲁棒性研究综述

计算机学报 2024年第1期47卷 90-112页

作者：桂韬奚志恒郑锐刘勤马若恬伍婷包容张奇复旦大学现代语言学研究院上海200433 复旦大学计算机科学技术学院上海200433

近年来,基于深度神经网络的模型在几乎所有自然语言处理任务上都取得了非常好的效果,在很多任务上甚至超越了人类.展现了极强能力的大规模语言模型也为自然语言处理模型的发展与落地提供了新的机遇和方向.然而,这些在基准测试集合上取... 详细信息

近年来,基于深度神经网络的模型在几乎所有自然语言处理任务上都取得了非常好的效果,在很多任务上甚至超越了人类.展现了极强能力的大规模语言模型也为自然语言处理模型的发展与落地提供了新的机遇和方向.然而,这些在基准测试集合上取得很好结果的模型在实际应用中的效果却经常大打折扣.近期的一些研究还发现,在测试数据上替换一个相似词语、增加一个标点符号,甚至只是修改一个字母都可能使得这些模型的预测结果发生改变,效果大幅度下降.即使是大型语言模型,也会因输入中的微小扰动而改变其预测结果.什么原因导致了这种现象的发生?深度神经网络模型真的如此脆弱吗?如何才能避免这种问题的出现?这些问题近年来受到了越来越多的关注,诸多有影响力的工作都不约而同地从不同方面讨论了自然语言处理的鲁棒性问题.在本文中,我们从自然语言处理任务的典型范式出发,从数据构建、模型表示、对抗攻防以及评估评价等四个方面对自然语言处理鲁棒性相关研究进行了总结和归纳,并对最新进展进行了介绍,最后探讨了未来的可能研究方向以及我们对自然语言处理鲁棒性问题的一些思考.

关键词：自然语言处理鲁棒性深度学习预训练语言模型对抗攻防

溶液法原位大面积制备钙钛矿光电薄膜成膜的同步辐射可视化结晶过程研究

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物理学报 2024年第6期73卷 184-192页

作者：杨迎国冯尚蕾李丽娜复旦大学微电子学院上海201433 复旦大学光伏科学与技术全国重点实验室上海201433 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源上海201204 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

溶液法是新型光电器件制备的重要手段,然而以钙钛矿半导体材料为代表的薄膜样品制备通常需要在手套箱环境下完成,传统的实验表征大多在空气环境下进行,这显然很难反映薄膜结构与器件性能间的真实关联,因此急需对溶液成膜过程的微结构演... 详细信息

溶液法是新型光电器件制备的重要手段,然而以钙钛矿半导体材料为代表的薄膜样品制备通常需要在手套箱环境下完成,传统的实验表征大多在空气环境下进行,这显然很难反映薄膜结构与器件性能间的真实关联,因此急需对溶液成膜过程的微结构演变开展原位实时研究.为了实现溶液法成膜中的结构与形貌的同步辐射掠入射广角散射实时观测,本文结合上海同步辐射光源线站布局,报道了一种基于手套箱的原位成膜观测装置,可实现标准手套箱环境(c(H_(2)O,O_(2))<1×10^(-6))下远程控制薄膜旋涂、涂布及样品后处理,并实时可视化监测微结构和形貌演变.基于该装置进行的钙钛矿薄膜狭缝涂布大面积成膜结晶过程的原位GIWAXS/GISAXS(gtrazing incidence wide and small angle X-ray scattering)可视化测试揭示了薄膜微结构转变的内在驱动力:钙钛矿薄膜沉积界面层的优化对提升钙钛矿成核速率、诱导结晶择优取向、形成晶粒有序堆叠等具有“共性作用”,同时在成膜过程中的新生中间相显著提升软晶格薄膜质量和稳定性.基于各层均采用卷对卷全溶液狭缝涂布方法制备的大面积全柔性三维钙钛矿薄膜太阳能电池转换效率提升至5.23%(单个器件面积约15 cm^(2)),为迄今报道的这一体系该尺寸的全溶液狭缝涂布柔性钙钛矿器件的最高器件效率之一.因而,基于该同步辐射原位GIWAXS/S/GISAXS装置可以获得控制薄膜生长界面特性和薄膜品质的关键工艺,指导优化制备薄膜的最佳工艺条件.

关键词：同步辐射掠入射X射线散射手套箱环境钙钛矿薄膜软晶格微结构演化

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7Li和7Be原子核的四体微观团簇模型计算

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原子核物理评论 2024年第1期41卷 288-291页

作者：陶德晔周波复旦大学现代物理研究所上海200433 国家自然科学基金理论物理专款-复旦大学上海核物理理论研究中心上海200438

深入了解7Li和7Be原子核的基态和激发态性质对解释Li,Be等元素在原初宇宙中的产生和相关反应具有重要意义。目前多数关于7Li或7Be的微观模型计算主要考虑其中的α+t或α+3He两体团簇结构。本工作采用四体微观团簇模型开展了理论研究,结... 详细信息

深入了解7Li和7Be原子核的基态和激发态性质对解释Li,Be等元素在原初宇宙中的产生和相关反应具有重要意义。目前多数关于7Li或7Be的微观模型计算主要考虑其中的α+t或α+3He两体团簇结构。本工作采用四体微观团簇模型开展了理论研究,结果表明,考虑三体和四体团簇结构能够有效优化计算所得的基态和激发态波函数,使能谱和核半径等物理量更加接近实验数据。

关键词：原子核团簇微观模型原子核能谱