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青年科学评述

  
面向先进光源线站等大科学装置的低温X射线能谱仪原理及应用进展
张硕, 崔伟, 金海, 陈六彪, 王俊杰, 伍文涛, 吴秉骏, 夏经铠, 宋艳汝, 杨瑾屏, 翁祖谦, 刘志
2021, 70 (18): 180702. doi: 10.7498/aps.70.20210350
摘要 +
低温X射线能谱仪兼具高能量分辨率、高探测效率、低噪声、无死层等特点, 能量分辨率与X射线入射方向无关, 在暗弱的弥散X射线能谱测量方面具有明显优势. 基于同步辐射及自由电子激光的先进光源线站、加速器、高电荷态离子阱、空间X射线卫星这类大科学装置的快速发展对X射线探测器提出了更高要求, 因而低温X射线能谱仪被逐步引入到APS, NSLS, LCLS-II, Spring-8, SSNL, ATHENA, HUBS等大科学装置与能谱测量相关科学研究中. 本文从低温X射线能谱仪的工作原理及分类、能谱仪系统结构、主要性能指标以及国内外大科学装置研究现状及发展趋势等方面作简要综述.

青年科学评述

  
基于过渡金属硫族化合物同质结的光电探测器
舒衍涛, 张有为, 王顺
2021, 70 (17): 177301. doi: 10.7498/aps.70.20210859
摘要 +
近年来, 二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides, TMDCs)由于其出色的电学和光学特性在光电探测领域被广泛研究. 相比于报道较多的场效应晶体管型以及异质结型器件, 同质结器件在光电探测方面具有独特优势. 本文将聚焦基于TMDCs同质结的光电探测器的研究, 首先介绍同质结光电器件的主要工作原理, 然后以载流子调控方式为分类依据总结TMDCs同质结的几种制备方法及其获得的电学和光电性能. 此外, 本文还对同质结器件中光生载流子的输运过程进行具体分析, 阐述横向p-i-n结构具有超快光电响应速度的原因. 最后对基于TMDCs同质结的光电探测器的研究进行总结与前景展望.

青年科学评述

  
不可压Navier-Stokes方程的投影方法
张庆海, 李阳
2021, 70 (13): 130201. doi: 10.7498/aps.70.20210259
摘要 +
不可压Navier-Stokes方程是流体力学的基本控制方程, 其高精度数值模拟具有重要的科学意义. 本综述性文章回顾了求解Navier-Stokes方程的投影方法, 重点介绍了时空一致四阶精度的GePUP方法. 该方法用一个广义投影算子对不可压Navier-Stokes方程进行了重新表述, 使得投影流速的散度由一个热方程控制, 保持了UPPE方法的优点. 与UPPE方法不同的是, GePUP方法的推导不依赖于Leray-Helmholtz投影算子的各种性质, 并且GePUP表述中的演化变量无需满足散度为零的条件, 因此数值近似Leray-Helmholtz投影算子的误差对精度和稳定性的影响非常透明. 在GePUP方法中, 时间积分和空间离散是完全解耦的, 因此对这两个模块都能以“黑匣子”的方式自由替换. 时间积分模块的灵活性实现了时间上的高阶精度, 并使得GePUP算法能同时适用于低雷诺数流体和高雷诺数流体. 空间离散模块的灵活性使得GePUP算法能很好地适应不规则边界. 理论分析和数值测试结果都显示, 相对于二阶投影方法