物理学进展

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黑磷中基于热驱动金属扩散诱导的相变

曹天俊, 单俊杰, 王刚, 林君浩, 梁世军, 缪峰

2024 (1): 1-8. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2024.01.001

PDF(6736KB) ( 400 )

二维 (2D) 材料具有原子级平整、可范德华堆叠集成的性质，同时蕴含了丰富的物理现象与优异的电学性质，对其相变行为的研究一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿。本研究中，我们在黑磷 (BP) 中首次实现了基于热驱动金属扩散诱导的阶段式可控相变。通过对 BP-In 界面的热退火处理，我们观察到了从 BP 纯相到 BP/InP 混合相，再到 InP 纯相的阶段式相变现象。利用透射电子显微与拉曼光谱等表征技术，我们对诱导相变产生的机制进行了深入剖析，揭示了 BP-In 中热驱动的金属扩散行为是诱导相变发生的主要原因。通过对热驱动中影响能量供给的两个自由度 (温度与时间) 的精准调控，得到了阶段式相变过程中两个关键的阈值温度 (相变启动与实现纯相转变) 分别为 300 与 350 °C。本研究为 2D 材料体系中相变工程相关的研究提供了新的思路，也为拓展 BP 在电子学与光电子学器件中的应用提供了更多的可能性。

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薄壁量子化方法进展

王永龙, 杜龙

2024 (1): 9-18. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2024.01.002

PDF(4146KB) ( 341 )

微纳加工技术的快速发展实现了具有非平庸几何结构的低维材料与结构的制备，使得受几何性质影响的有效动力学问题受到关注。作为研究低维弯曲系统中量子力学的有效方法，薄壁量子化方法，它给出的几何势和几何动量也得到实验的证实。本文将回顾薄壁量子化方法，简述其基本计算框架，明确给出几何量子效应是来自于微分同胚变换和局域标架间的旋转变换。这对于理解引力规范场，演生规范场很有帮助，对理解人工规范场所隐含的几何结构也很有帮助。在特定的量子体系中，几何量子效应可表现为共振隧穿、量子阻塞、量子霍尔效应、量子霍尔黏性、量子自旋霍尔效应和单极磁场等，这些结果从不同角度展示了几何与新奇的物理现象之间的联系。

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钙钛矿太阳能电池的稳定性因素及封装提升性能

戴加祺, 章东, 吴小山

2024 (1): 19-48. DOI: 10.13725/j.cnki.pip.2024.01.003

PDF(5083KB) ( 664 )

钙钛矿太阳能电池作为第三代新概念太阳能电池，具有光电转换效率高、成本低和加工灵活等优点，近年来发展迅速，虽然其光电转换效率逐渐可与硅电池相媲美，已接近工业应用水平，但钙钛矿太阳能电池工业应用核心问题是其稳定性。如何使钙钛矿太阳能电池长期保持高效率是研究人员需要解决的最大问题。目前，封装作为解决钙钛矿太阳能电池外部稳定性问题的手段之一已经被广泛研究，良好的封装不仅可以解决器件的稳定性问题，还可以保证器件的安全性，延长使用寿命。本文简要介绍了影响钙钛矿太阳能电池稳定性的因素及稳定性测试的条件。最后介绍了钙钛矿太阳能电池的不同封装结构、封装工艺和封装材料对封装性能的影响。随着封装研究的不断深入，研究人员将不断优化和解决存在的问题，最终实现钙钛矿太阳能电池的大规模产业化应用。

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