阿秒钟实验方案是当前研究原子分子体系的价电子在强激光场中隧穿延时问题的有效手段。基于阿秒钟方案，本文实验研究了Ar原子在800 nm椭圆偏振激光场中的光电子动量分布随激光光强的演化规律。理论上采用包含库仑场效应、非绝热效应、Stark效应、多电子屏蔽和极化效应的半经典模型对Ar原子的强场电离动力学进行了模拟。通过对比实验测量和数值模拟结果发现，在本文所研究的光强范围内，Ar原子的价电子在800 nm椭圆偏振激光场中隧穿延时上限为10 as。进一步分析表明，阿秒钟方案中，考虑多电子屏蔽效应对得到的隧穿延时影响最小，而考虑非绝热效应的影响最大。

图1 (a) 实验测量的Ar原子光电子动量分布，激光波长800 nm，光强1.5×10¹⁴ W/cm²，椭偏率0.7，插图标识出激光场偏振面的长轴和短轴方向；(b) 黑色方框表示从(a)中提取的Ar原子光电子角度分布；(c) 半经典理论计算的光电子动量分布，激光参数与(a)相同；(d) 黑色圆圈表示从(c)中提取的Ar原子光电子角度分布. (b)(d)中的红色曲线代表采用最小二乘法对实验测量和数值模拟数据的拟合结果

强场下原子的隧穿电离是否存在时间，是近年来非常有争议的一个前沿研究话题。十多年来国内外不少研究小组在各种不同的假设前提条件下，得出了不同甚至相互矛盾的结论。本文作者比较全面的考虑了隧穿电离中库仑相互作用、非绝热效应、多电子屏蔽和极化效应以及斯塔克效应，通过对比考虑上述影响后的数值模拟结果实验测量和结果，给出了自洽的氩原子隧穿电离上限时间。这个结果对该领域而言是及时的，并有助于进一步澄清不同的物理效应对隧穿电离时间的影响。论文的实验和计算方法合理，数据能相互支撑，结论对澄清本领域长期存在的争议问题具有重要的价值。

硅基半导体量子点自旋量子比特因具有相干时间长，可控性好，以及与现代先进集成电路制造工艺相兼容等特点，成为有望实现容错量子计算的潜在候选体系之一，受到科学界的广泛关注。近年来，由于在硅基材料性质，量子点制造工艺和结构以及量子比特操控技术等方面取得的显著进步，硅基半导体量子计算在自旋量子比特的高保真度态初始化和读取、单比特逻辑门和两比特逻辑门保真度等方面取得了重要研究进展，实现了单比特以及两比特逻辑门保真度超过99%的重要突破。本文将简要介绍硅基半导体量子点的基本概念，着重讨论在提高单比特以及两比特门操控保真度过程中采用的最新技术手段，最后简要讨论了需要重点关注的研究方向。

图1 三种主要的硅基半导体量子点实验装置图 (a) Si/SiGe异质结四量子点装置图；(b) SiMOS双量子点装置图；(c) 硅中掺³¹P原子量子点装置图

本文在介绍硅基自旋量子比特的基础上，综述了近年来国际上在硅量子点高保真比特门操控上的研究进展，并讨论了其中的技术手段，包括同位素纯化、虚拟电极、脉冲波形优化、GST分析、对称操作、消除非共振效应等，对该领域的研究人员有着相应的参考价值，也能帮助其他研究方向的读者快速了解硅基量子计算基础及前沿。

磁性隧道结经过结构优化和性能提升已成功应用于磁存储、磁传感、磁逻辑等多种自旋电子学器件中。磁传感是利用磁性隧道结的自由层和钉扎层之间特殊的磁结构来实现隧穿磁电阻(TMR)随外加磁场变化而呈现的线性输出。迄今为止，人们基于MgO磁性隧道结已经研发出五种TMR线性传感单元，分别是人工间接双交换耦合型、磁场偏置型、面内/面外垂直型、超顺磁型的TMR线性传感单元。本文梳理了这五种TMR线性传感单元并对它们的磁传感性能进行了系统比较，为人们探索和发现磁敏传感器的相关应用提供了帮助。

图1  MTJ材料结构，TMR线性传感单元和TMR磁敏传感器的性能参数关系图

本文很好的概述了基于单个MTJ的线性传感单元的结构、机理和性能，分析讨论了不同类型结构的不同应用场景和表现，有利于人们全面了解该领域的发展和推动磁传感的实际应用。

以光致电离等离子体中的带电粒子输运为主要研究背景，从理论上分析了位于两平行极板间的等离子体在外加直流电场作用下的带电粒子非平衡输运特性，给出了不同等离子体初始参数分布条件下电子对外加直流电场的瞬态响应特性，包括瞬态响应过程中的电子损失量和振荡频率的理论表达式，以及对离子引出通量和引出时间产生电子温度效应的临界电子数密度的表达式。粒子模拟结果与理论分析结果吻合良好。在此基础上进行了外加直流电场叠加射频电场作用下的离子引出过程一维粒子模拟。计算结果表明：在有射频电场存在的情况下，离子引出过程存在明显的共振现象，且在共振频率处离子引出通量显著提高；在本文所研究的特定工况下，发生射频共振时的离子引出时间缩短到了单纯采用外加直流电场时的5.8%。进一步的分析表明，外加射频电场一方面加热了电子，提高了离子稀疏波的传播速度；另一方面则加剧了电子振荡，增大了电子损失，抬高了等离子体电势，从而最终提高了离子引出通量、缩短了离子引出时间。

图1  初始电子振荡不同阶段的电子数密度分区示意图 (a) 阶段I；(b) 阶段II

该工作以光致电离等离子体离子引出为研究背景，基于平行板结构的离子引出平台，探究了等离子体在外加直流、射频电场下，电子的动理学特征和离子的引出特性。理论分析结合粒子模拟，揭示了在直流工况下，初始电子的瞬态行为、温度效应的临界电子密度以及本征电子振荡频率对尺度d/L的依赖关系。在直流基础上叠加射频电场，证明了射频电场对电子的加热作用，将大幅增强离子的引出效率。本研究对于理解离子引出的物理过程、提升离子引出效率提供了科学依据。

光学法布里-珀罗(F-P)谐振腔、粒子、微纳机械振子三者结合的复合腔光力学系统在基本物理问题、量子信息、精密测量等方面的研究和应用中越来越引起大家的重视。本文将纳米光纤置于光学F-P谐振腔的腔模中，探究了纳米光纤对光学F-P谐振腔精细度的影响，并通过测量纳米光纤引起的光学F-P谐振腔内腔损耗随纳米光纤位置的关系直接获得光学F-P谐振腔的腰斑半径，从而进一步实现了对光学F-P谐振腔腔内模场分布的无损表征。此方法可以用于在纳米光纤表面装载的发光粒子与光学F-P谐振腔耦合的精确控制，也为集合光子、粒子、声子的复合腔光力学研究提供了良好的平台。

图1 (a) 理论模型结构示意图，灰色阴影表示高斯光束，红色阴影表示高斯光束在径向光功率密度分布，蓝色长棒表示纳米光纤；(b) 光学F-P谐振腔的精细度随纳米光纤在y轴位置的变化关系的模拟结果，红色三角块为纳米光纤造成光学F-P谐振腔的内腔损耗，蓝色实线为光学F-P谐振腔腔内高斯光束的强度分布，橙色圆点为光学F-P谐振腔精细度

该文将纳米光纤放置于光学 F-P 谐振腔中，探究了纳米光纤对光学 F-P 谐振腔精细度的影响，并由此拟合得到光学 F-P 谐振腔的腰斑半径，与理论计算结果有较高吻合性。根据上述方案又进一步测量了光学 F-P 谐振腔轴向不同位置的光斑分布，为光学 F-P 谐振腔腔内模场的表征提供了一种有效、无损的测量方法。

飞行器再入过程中会产生一层包裹在其表面的等离子体鞘套，导致通信质量恶化,甚至中断，形成“黑障”现象。多年来“黑障”问题一直困扰着航空航天行业，其中一个非常重要的原因是，对等离子体鞘套测量上的局限导致对通信传输环境认知不足。所以，实现鞘套参数的在线原位测量是高超声速飞行器“黑障”问题研究中的关键。本文设计了一种用于再入等离子体鞘套诊断的宽带微波反射方法，通过理论推导得到宽带微波反射数据与等离子体参数之间的关系，进行有效诊断频点选择。再利用所选有效频点的反射数据反推得到等离子体参数，实现电子密度和碰撞频率的同时诊断测量。建立仿真模型并搭建实验平台，对该方法进行了仿真分析和地面实验验证，验证了该方法的有效性。该方法能够对再入飞行器或高超声速飞行器的等离子体鞘套实时诊断提供技术支撑。

图1  带有等离子体鞘套的等效传输线路的计算模型

作者团队设计了一种用于测试诊断再入等离子体鞘套的宽带微波反射方法，该方法可实现等离子体密度及碰撞频率的同时测试诊断。通过建立CST数值仿真模型以及搭建实验测试诊断平台，对仿真计算结果及实验测试结果进行了比对，验证了该方法的正确性与有效性。研究成果可为“再入段飞行器或高超声速飞行器”等离子体鞘套实时诊断提供理论支撑。

电子器件高度薄型化、多功能化和集成化的时代，不可避免地会导致复合材料内部的热量积累，严重影响设备的稳定运行和使用寿命，如何实现电介质材料快速且高效的导热散热已成为影响电子设备发展的关键问题。传统聚酰亚胺本征导热系数较低，限制了在电气设备与智能电网等领域中的应用，发展新型高导热聚酰亚胺电介质薄膜材料成为国内外研究重点。本文介绍了复合材料的热传导机制，概述了近年来导热聚酰亚胺薄膜的研究进展与发展现状，重点讨论了导热填料、界面相容、成型工艺对材料导热系数的影响，最后结合导热聚酰亚胺复合电介质材料未来发展的需要，对研究中存在的一些关键科学技术问题进行了总结与展望。

图1  PI薄膜材料的应用

本文介绍了电介质材料的热传导机制，概述了近年来导热聚酰亚胺薄膜的研究进展与发展现状，重点讨论了导热填料、界面相容、成型工艺对材料导热系数的影响，展望了未来导热聚酰亚胺复合电介质材料的发展方向及拟解决的问题。文章对导热复合材料研究具有一定的指导意义。