物理学进展

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室内光伏的应用前景与挑战

杨文樊, 李萌, 王照奎

2020 (6): 175-187. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2020.06.001

PDF(3237KB) ( 1543 )

社会的发展离不开能源的发现与创造，光伏能源的多形式运用在能源领域大放异彩，室内光伏器件逐渐成为大家所关注的热点。室内光伏IPV (Indoor photovoltaics) 作为低照度条件下的电源，可以满足低功率电子器件的工作要求。本文主要比较了基于硅、染料、III-V 族半导体、有机化合物和卤化物钙钛矿这些不同类型的IPV 器件。得益于卤化物钙钛矿活性层具有优异的光物理特性，钙钛矿光伏具有成为高性能室内光伏器件的潜力。与此同时也讨论了室内光伏的局限性。最后，提出了制备生产高效率、无毒、稳定的钙钛矿室内光伏器件的解决方案以及未来应用展望。

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DNA 环化时间的半经验计算方法

王耀来, 赵涤凡, 唐乾元

2020 (6): 188-193. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2020.06.002

PDF(3863KB) ( 432 )

DNA 分子是生命遗传信息的主要物质载体。DNA 环化是DNA 不同位置所携带信息的一种协同实现方式。典型的例子是转录调控，增强子通过DNA 环化与启动子相互作用，从而实现了对基因表达水平的调控。因此，破译DNA 的环化动力学是解读基础生命过程的重要课题。本文在介绍DNA 结构和力学性质的基础上，综述DNA 环化时间的计算方法。在生理条件下，DNA 的主要性质特点是弯折柔性强，而扭转和拉伸刚性强；据此，DNA 环化可视作自发的熵减过程。运用热力学统计理论，可获得计算DNA 环化时间的半经验公式。公式中的参数可由单分子光谱共聚焦技术测得的数据确定。该公式表明，空间拓扑决定了环化概率，DNA 长度决定了环化时间。该公式适用于计算DNA 上的顺式元件之间、顺式元件与启动子之间的相互作用。其优点在于避开了DNA 结构和细胞核环境的复杂性。

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自旋霍尔纳米振荡器的非线性动力学及其应用

刘荣华, 李丽媛, 陈丽娜, 周恺元, 都有为

2020 (6): 189-210. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2020.06.003

PDF(3549KB) ( 874 )

自旋霍尔纳米振荡器利用电流产生的自旋轨道力矩驱动磁性薄膜中磁矩进行高频进动，能在微纳尺度下实现全电学调控的相干自旋波和微波信号，是一类新型的纳米自旋电子学器件，在信息存储、处理和通信方面具有广泛的应用前景。基于强自旋轨道矩效应，人们近期在各类铁磁/非磁重金属构成的双层薄膜结构中，已实现了多种不同自旋波模式的电学激发和调控，并对其复杂的非线性动力学特性进行了深入的探究。基于这些前期的研究结果与最新的进展，我们在本综述中对“对三角”结构的纳米间隙型、“蝴蝶结”型、纳米线型、垂直纳米点接触型以及阵列等具有各类器件结构的自旋霍尔纳米振荡器所体现出来的丰富非线性动力学特性进行了详细讨论与归纳，并对其在新型低能耗量子磁振子自旋器件和非冯诺依曼架构的自旋型人工神经网络计算方面的潜在应用也进行了探讨。

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