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质子调控型电化学离子突触研究进展

无机材料学报 2025年

作者：范晓波祖梅杨向飞宋策陈晨王子罗文华程海峰国防科技大学空天科学学院中国工程物理研究院表面物理与化学重点实验室中南大学粉末冶金研究院

作为神经网络中数量最庞大的组成部分，新型人工突触器件的研发成为了硬件实现神经形态计算的关键挑战。基于电化学晶体管的三端突触器件是一种能够有效利用电解质层中的离子来调节通道电导的器件，也被称为电化学离子突触，该器件通过... 详细信息

作为神经网络中数量最庞大的组成部分，新型人工突触器件的研发成为了硬件实现神经形态计算的关键挑战。基于电化学晶体管的三端突触器件是一种能够有效利用电解质层中的离子来调节通道电导的器件，也被称为电化学离子突触，该器件通过离子在具有氧化还原活性的沟道材料中的电化学掺杂和恢复过程，来模拟生物突触特性。在调制沟道材料电导的离子中，采用H+（质子）作为掺杂粒子的电化学离子突触具有更低能耗、更快运行速度和更高循环寿命等优势。本文综述了近年来质子调控型电化学离子突触的研究进展，归纳了用于质子调控型电化学离子突触沟道层和电解质层的材料体系，分析了质子调控型电化学离子突触面临的挑战，并展望了其未来的发展。

关键词：神经形态器件人工突触电化学晶体管质子综述

强阳极氧化法制备高性能不锈钢基碱性电解水析氧催化剂

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武汉大学学报(理学版) 2025年

作者：刘宇辰赵凯姜小艺唐彪晏宁武汉大学物理科学与技术学院

采用提高电解液浓度和温度的强阳极氧化方法对316型不锈钢材料进行处理，研究了处理后样品的表面形貌、结构的演变以及电催化氧析出反应（oxygen evolution reaction,OER）性能的变化。结构表征表明，强阳极氧化法处理使316型不锈钢的... 详细信息

采用提高电解液浓度和温度的强阳极氧化方法对316型不锈钢材料进行处理，研究了处理后样品的表面形貌、结构的演变以及电催化氧析出反应（oxygen evolution reaction,OER）性能的变化。结构表征表明，强阳极氧化法处理使316型不锈钢的表面形貌由光滑平整变为粗糙起伏结构，表面元素组成中Ni的含量提升，使得具有高OER活性的NiFe-OOH含量增加，提升了316型不锈钢的OER催化性能。电化学测试结果显示，在10 mA/cm2的电流密度下，该材料的过电势仅为320 mV，并能够在500 mA/cm2的电流密度下以2.15 V的工作电压持续运行300 h。此外，所制备的催化剂还具备良好的可再生能力，失活的不锈钢催化剂经过再次强阳极氧化处理即可恢复活性。该方法操作简便，所制备的不锈钢OER催化剂活性高、稳定性好、可再生，具有良好的工业应用潜力。

关键词：水电解电极反应电解液氧析出反应强阳极氧化不锈钢催化剂

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地核物质成分、结构与形核研究进展

矿物岩石地球化学通报 2025年第01期44卷 94-115+7页

作者：高宸 Ho Kai-Ming 孙阳厦门大学物理科学与技术学院爱荷华州立大学物理与天文系

地核由液态外核和固态内核组成，其主要化学成分是铁，此外还包含少量镍和轻质元素，这些元素在内、外核中的含量存在较大争议。地震波数据显示，内地核具有显著的各向异性，可能与其晶体结构和物态密切相关，但研究者们对此尚未完全理... 详细信息

地核由液态外核和固态内核组成，其主要化学成分是铁，此外还包含少量镍和轻质元素，这些元素在内、外核中的含量存在较大争议。地震波数据显示，内地核具有显著的各向异性，可能与其晶体结构和物态密切相关，但研究者们对此尚未完全理解。同时，内核的年龄及结晶过程也存在许多谜团。地核成分、结构及其形成过程对于理解地球深部演变至关重要。近年来，随着高压实验和第一性原理计算模拟的发展，各种物理和化学手段被广泛应用于研究地核物质物性问题。本文总结了近十年来地核物质成分、结构及结晶过程的研究进展，概述了镍与轻元素在内、外核中的含量及其对地核结构、密度和地震波速等性质影响的研究结果，指出了探究地核多元物质固液相图的重要性。此外，本文还简要总结了与内核年龄相关的研究工作，阐释了在探究地核演化过程中发现的理论难题与悖论。本文可为未来的地核研究提供一定的参考。

关键词：地球地核地核组分内地核结构内地核形核

中国土壤硼地球化学异常特征与找矿远景区预测

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地学前缘 2025年第1期32卷 50-60页

作者：柳青青王学求张必敏周建王玮刘汉粮刘东盛周怡宁常婵中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所自然资源部地球化学探测重点实验室河北廊坊065000 联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心河北廊坊065000

硼是一种新兴战略矿产,在现代高新技术产业中应用广泛。近年来,硼的需求持续上升,硼矿资源勘查也日益受到重视。本文依托中国地球化学基准值计划所采集的3380件汇水域深层土壤数据,提供了全国B元素地球化学分布和异常特征。全国汇水域... 详细信息

硼是一种新兴战略矿产,在现代高新技术产业中应用广泛。近年来,硼的需求持续上升,硼矿资源勘查也日益受到重视。本文依托中国地球化学基准值计划所采集的3380件汇水域深层土壤数据,提供了全国B元素地球化学分布和异常特征。全国汇水域土壤深层样品B平均含量为46.4μg/g,B整体上具有南高北低、连片分布的特点,可划分为5个地球化学分区,分别为东北与内蒙古东部地区(Ⅰ)、西北部地区(Ⅱ)、华北地区(Ⅲ)、青藏地区(Ⅳ)和南方地区(Ⅴ)。以B含量70.9和52.4μg/g(累频85%)分别作为南北方异常下限,共圈定出37个B地球化学异常,在全国圈定10个地球化学省和9个小规模异常。根据B异常空间分布,结合地质背景和硼矿床分布,进一步划分出9个成矿远景区,建议加大盐湖型硼矿的找矿勘查力度,并将硬岩(海相沉积)型硼矿作为下一步勘查目标。

关键词：硼中国地球化学基准找矿远景区深层土壤地球化学异常

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地球化学调查野外信息化技术构架与实现

地学前缘 2025年第1期32卷 257-265页

作者：周怡宁高艳芳常婵柳青青王学求中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、自然资源部地球化学探测重点实验室河北廊坊065000 联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心河北廊坊065000

地球化学野外样品采集是勘查地球化学工作的重要环节。然而,长期以来缺乏专门针对地球化学野外样品采集的信息化软件支持。随着信息技术的迅猛发展,传统的野外地球化学调查模式正加速向智能化、便捷化和现代化方向转型。因此,实现地球... 详细信息

地球化学野外样品采集是勘查地球化学工作的重要环节。然而,长期以来缺乏专门针对地球化学野外样品采集的信息化软件支持。随着信息技术的迅猛发展,传统的野外地球化学调查模式正加速向智能化、便捷化和现代化方向转型。因此,实现地球化学野外样品采集全流程的信息化已成为必然趋势。本文基于国内外地质调查信息化的最新进展,系统总结了地球化学野外调查及地质调查信息化的关键发展方向与核心技术特点,并深入探讨了未来地球化学野外调查系统的功能需求和特性。研究旨在推动地球化学野外样品采集向数字化与信息化迈进,为构建覆盖勘查地球化学全流程的信息化产品体系奠定基础,同时助力地质调查信息化服务能力的全面提升。为最终形成勘查地球化学全流程信息化的产品体系,提升地质调查信息化服务品质打下基础。

关键词：勘查地球化学地球化学野外数据采集信息化移动GIS 内外业一体化

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中国镍地球化学基准值特征及地质背景的影响

地学前缘 2025年第1期32卷 36-49页

作者：李龙雪王学求迟清华刘东盛刘汉粮张必敏周建徐善法聂兰仕王玮柳青青自然资源部地球化学探测重点实验室中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心河北廊坊065000

随着中国新能源产业和新基础设施项目对镍的需求增加,镍的战略价值不断提升,确定镍的含量和分布对于寻找新的镍矿床和缓解镍资源短缺至关重要。中国地球化学基准计划(CGB)通过3382个表层和3380个深层汇水域/土壤样品以及11602个岩石样... 详细信息

随着中国新能源产业和新基础设施项目对镍的需求增加,镍的战略价值不断提升,确定镍的含量和分布对于寻找新的镍矿床和缓解镍资源短缺至关重要。中国地球化学基准计划(CGB)通过3382个表层和3380个深层汇水域/土壤样品以及11602个岩石样品建立了镍的地球化学基准。中国岩石镍的基准值为12.1×10^(-6),背景值为22.2×10^(-6),与中国东部出露地壳丰度一致。超基性岩和基性岩的基准值分别为1317×10^(-6)和63.4×10^(-6),远高于中性岩基准值(17.5×10^(-6))和酸性岩基准值(3.19×10^(-6))。中国汇水域沉积物/土壤表层、深层镍基准值分别为23.6×10^(-6)和22.4×10^(-6),略低于其他大陆(国家),与中国区域化探水系沉积物镍中位值一致。母岩类型尤其是超基性-基性岩主要控制汇水域沉积物/土壤镍高值区的分布。镍的高值区(累频>85%)主要出现在蛇绿岩带、大火成岩省等超基性-基性岩区和长江中下游沿岸等黑色岩系区。镍地球化学异常与岩浆型镍矿耦合较好。岩石和汇水域沉积物/土壤中镍基准值主要受地质背景控制,但在化学风化作用强烈和碳酸盐岩发育区域,汇水域沉积物/土壤中镍基准值将发生富集。镍地球化学基准将为后续资源评价和环境基准建立提供定量参照标尺和数据基础。

关键词：镍地球化学基准岩石汇水域沉积物土壤

低密度地球化学填图重现性定量评价:以中国钴为例

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地学前缘 2025年第1期32卷 23-35页

作者：刘东盛王学求聂兰仕张必敏周建刘汉粮王玮迟清华徐善法自然资源部地球化学探测重点实验室中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心河北廊坊065000

低密度地球化学填图的重现性是开展全球尺度地球化学填图的核心科学问题之一,长期以来备受地球化学填图界的密切关注。但缺乏对低密度地球化学填图重现性定量评价的有效手段,对重现性的定量化认识一直相当薄弱。本研究利用中国地球化学... 详细信息

低密度地球化学填图的重现性是开展全球尺度地球化学填图的核心科学问题之一,长期以来备受地球化学填图界的密切关注。但缺乏对低密度地球化学填图重现性定量评价的有效手段,对重现性的定量化认识一直相当薄弱。本研究利用中国地球化学基准计划(CGB)和区域化探扫面计划(RGNR)两种尺度钴元素数据,基于1546个典型汇水域局部空间相关系数分析,对低密度地球化学填图重现性进行定量评价,探讨其空间分布特征与影响因素。研究结果表明,全国尺度上,相关性受到钴含量和地球化学景观条件的共同影响。局部尺度上,受到差异剥蚀影响。贫钴背景下(沉积物钴含量13μg/g),填图重现性指数R从0.4增加至0.6以上。岩溶区、热带雨林区和半干旱中低山丘陵景观区重现性指数R高达0.58~0.74。冲积平原和森林沼泽景观区重现性指数R小于0.32。本研究为低密度地球化学填图方法研究提供了定量评价指标,总体而言,低密度地球化学填图采样方法能较好地重现元素分布特征,在全球尺度地球化学填图中具有良好的应用前景。

关键词：重现性低密度地球化学填图钴汇水域局部空间相关性分析

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_(2)^((6))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_(2)^((3))和A_(2)^((4))模(代表沿a轴氧原子的振动)的一阶压力系数通常小于B_(2)^((4))和B_(2)^((6))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

基于加速器DD中子源的钇活化探测系统效率原位标定

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 116-123页

作者：张一镆杨彪彭星宇胡青元朱学彬游海波章法强彭太平中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621999

在包括激光惯性约束聚变(ICF)、Z箍缩及稠密等离子聚焦(DPF)等脉冲聚变装置上,活化法作为中子通量测量与产额诊断的手段,得到了广泛的应用。利用无机闪烁体探测器,测量89Y核与中子非弹散反应产生的909 keV的单能伽马射线,可以实现DD中... 详细信息

在包括激光惯性约束聚变(ICF)、Z箍缩及稠密等离子聚焦(DPF)等脉冲聚变装置上,活化法作为中子通量测量与产额诊断的手段,得到了广泛的应用。利用无机闪烁体探测器,测量89Y核与中子非弹散反应产生的909 keV的单能伽马射线,可以实现DD中子通量的准确测量。采用金属钇作为活化靶,利用LaBr_(3):Ce闪烁体伽马探测器建立了中子活化原位探测系统。针对钇活化核半衰期仅有15.663 s的特点,对其在连续束流辐照下的累积过程进行了物理分析,建立了通过加速器DD中子源进行入射中子探测效率标定的实验方法。实验中,利用伽马探测器兼顾中子通量监测与活化伽马测量,模拟了钇靶活度随中子通量变化的过程,实现了该活化探测系统对入射中子探测效率的原位标定。

关键词：中子活化钇同位素短寿命活化核中子探测效率标定加速器DD中子源

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