为了满足高能物理和核物理领域在探究一些超快物理事件时，对兼顾高时间和高空间分辨的X射线闪烁转换屏的迫切需求，本文利用磁控溅射和水热反应法制备了 ZnO:In 纳米棒阵列X射线闪烁转换屏,并对其进行氢气氛下的等离子处理优化其闪烁发光性能。X射线激发发射谱显示 ZnO:In 纳米棒阵列具有 395 nm 的紫外发光和 450—750 nm 的可见发光两个发光峰，同时表明氢气氛等离子体处理可显著增强 ZnO:In 纳米棒阵列的紫外发光,抑制其可见发光。发光衰减时间测量表明， ZnO:In纳米棒阵列紫外发光衰减时间在亚纳秒级，其可见发光衰减时间在纳秒级，两者均可满足高时间分辨的 X 射线探测需求。在上海同步辐射光源的 X 射线空间分辨率测试表明，在能量为20keV的 X 射线光束辐照下，厚度为12μm的 ZnO:In 纳米棒阵列作为X射线闪烁转换屏可达到 1.5μm 的系统空间分辨率。本研究表明利用 ZnO:In 纳米棒阵列作为 X 射线闪烁转换屏是实现兼顾高时间和高空间分辨的X射线探测与成像的一种可行方案。

图1   ZnO:In纳米棒阵列的X射线成像系统的(a) MTF曲线和(b) DQE曲线。

该文为进一步发展高空间分辨的超快X射线成像探测器提供了一个好的选择。结果比较有趣、重要，对于 X 射线成像领域具有较好的参考价值。

本文较为详细地介绍了作者之一及其合作者近期在Type II 弦理论中有关 D 膜间相互作用，开弦对产生以及这种对产生在一定情况下的增强效应的系列研究工作。具体包括计算了带有一般世界体常数电磁场情况下平行放置且有一定间距的两张 D 膜间的相互作用，讨论了相关特性，比如相互作用的吸引或排斥情况。当其中至少一张膜带电场时，这种相互作用振幅通常有一个虚部，反映了该系统的一种不稳定性即开弦对的产生，并给出相应的衰变率和开弦对产生率。另外，探讨了这种开弦对产生率的增强效应，发现其与所加的电场和磁场的方向和大小相关联。当其中一个膜的空间维度为3，另一个膜的空间维度为1时， 这种开弦对产生率可以大到人类实验室条件下得以检验。开弦对的产生率与两膜沿额外维方向的间距密切关联，如果假定弦理论的正确性及人类的4维时空可以看成一张 D3 膜的话，测量开弦对产生所给出的(比如)电流并验证其与所加电磁场的关系符合预言，由此可以检验额外维的存在性。同时，这也为弦理论提供了一种实验检验，并且这是一种无须将该理论紧化到四维时空的全新方式。

图1 D膜。

图2   一根虚开弦转一个闭合时间圈等价于虚正反开弦对的产生和湮灭。

本文详细地介绍了Type II弦理论中有关D膜间相互作用，开弦对产生以及这种对产生在一定情况下的增强效应的系列研究工作。特别探讨了一种开弦对产生率的增强效应，发现其与所加的电场和磁场的方向和大小关联。并发现当其中一个膜的空间维度为3，另一个膜的空间维度为1 时，这种开弦对产生率可以大到人类实验室条件下得以检验。研究内容有重要的理论及一定的实验意义。

光电阴极的发射电流密度和寿命限制了其在功率器件和大科学装置中的应用。本文结合光电阴极和场发射阴极电子发射理论，设计了大电流密度的真空沟道结构光电阴极组件，并使用覆膜和刻蚀技术制备了以 GaAs 衬底为阴极材料的光电阴极组件。光电阴极组件电子发射特性测试结果显示，常温状态下随入射光功率增加，阴极发射电流增加幅度逐步增大。光功率为5 W 时，发射电流达到 26.12 mA，电流密度达到 5.33 A/cm²。随光电阴极组件工作温度增加，阴极材料内的载流子浓度也会相应地增加，提高了负极对阴极材料内发射电子的补充效率，增强了阴极组件的电子发射能力。当光电阴极组件为 400℃ 时，其发射电流可达到 89.69 mA。由于阴极表面不存在激活原子，在光电阴极组件连续 144 h 的寿命试验中，阴极的发射电流为 4.5 ± 0.3 mA，阴极发射性能并未出现明显衰减。真空沟道是光电阴极组件电子发射的主要区域，通过改善真空沟道结构参数可以直接调整阴极组件发射电子束的形状，增强大电流密度光电阴极在真空电子器件和设备中的适用性。

图1   长方形真空沟道结构阴极组件电子束中横向截面电子分布。

强束流的GaAs光电阴极作为极化电子源可应用于加速器、自由电子激光器和大功率真空微波器件，直接决定设备或器件的性能。现有的光电阴极仅工作于弱光条件和低温状态，阴极寿命较短，很难满足实际应用。本文结合光电阴极和冷阴极工作原理提出了一种真空沟道结构的强束流GaAs光电阴极，大幅度提高了阴极的电子发射能力和量子效率。文章具有较强的创新性，实验设置合理，结果详实可靠，对研制高性能真空设备和器件具有一定的指导意义。

实验测量了完全浸泡在水中的玻璃珠颗粒样品在重力驱动下通过不同倾角和孔径的圆形孔洞的流量，发现与空气中的情形类似，不同孔径时的流量均与倾角余弦呈良好的线性关系；线性外推得到的零流量角，即流量休止临界角，随颗粒粒径与孔洞直径之比 d/D 的减小而线性增加；在无穷大孔径极限下，此临界角在实验误差范围内与样品的休止角一致。此外，所有测量都可用Beverloo公式很好地拟合。与文献报道的空气孔洞流测量结果对比，发现差别主要来自浮力和流体拖曳力对的影响。这些结果表明用倾斜孔洞流测量颗粒材料休止角的方法和Beverloo公式具有一定的普适性。无论颗粒间隙中填充的是水还是空气，孔洞流的行为在定性上是一样的。

图1  (a)不同孔径D 下流量Q随倾角余弦cosθ 的变化, 实线为直线拟合; (b)用水平(θ=0°)流量Q0 归一化的流量Q/Q0 随倾角余弦cosθ 的变化关系, 实线为公式(3)的拟合结果; (c)临界流量休止角 θc 随粒径-孔径比d/D 的变化关系, 实线和θ0 为直线拟合结果

作者研究了全浸泡在水中的玻璃珠颗粒样品在重力驱动下通过不同倾角和孔径的圆形孔洞的流量，通过实验测量，否定了部分文献所提出的水中GOF的流量与D²成比例的提议，得出了用倾斜孔洞流测量颗粒材料休止角的方法和Beverloo公式具有一定的普适性的结论，文章有新意，实验数据充分，结论明晰。

提出了一种三线阿基米德螺线结构产生环形磁势阱以囚禁中性原子的导引方案。该结构具有π/3旋转对称性，由三根导线组成，每根导线包含一对由圆弧连接的阿基米德螺线，且具有中心对称性。这种结构能够避免电流引线端导致的导引缺口问题。当加载直流电时，可以形成闭合的环形磁导引，但导引中心存在磁场零点。利用时间轨道平均势原理，在直流电的基础上再加载交流调制，对调制电流的参数进行分析和讨论后给出优化方案，使环形磁导引中心无磁场零点，同时平滑了环形磁导引中心磁场强度在角向上的起伏变化。该结构可以刻蚀在芯片表面，具有生产工艺简单、调制稳定等优点，有利于实现导引型原子芯片陀螺仪。

图1  加载交流调制后的三线阿基米德螺线环形磁导引在高度z =115 μm处的磁场分布. 图中的蓝色圆环部分为环形磁导引, 导引中心的磁场强度约为0.25 mT. 加载电流的直流成分 Ii=1 A, 交流成分 Ij=0.1 A, 调制频率 ωb=2π×10 kHz, 电流相位差ϕ =2π/3.

论文提出了一种新的环形磁阱方案，有可能应用到原子芯片陀螺仪，有一定的创新性。文章提出了一种三线阿基米德螺线结构方案，用来产生环形磁导引，避免中心的磁场零点。数值计算表明，这种方案可行。这种方案相对简单、工作稳定，可用于实用化的原子芯片。

由于受到衍射极限的影响，传统光学显微镜的分辨率被限制在半个波长左右。近二十年来出现了许多通过不同方法绕过光学衍射极限的超分辨成像技术，其中，受激辐射损耗显微(stimulated emission depletion microscopy，STED)通过引入一束环形损耗光来抑制荧光光斑外围荧光分子的发光，以达到减小点扩散函数的目的，实现超分辨成像。经过近些年的发展，STED 系统无论从光束的产生、校准和扫描，还是最后的成像，都有了很大的发展。本文简要介绍了 STED 成像技术的基本原理，详述 STED 超分辨成像技术出现至今在光源、扫描及成像系统等方面的进展，以及在三维成像和多色成像方面的发展现状， STED 技术与其他显微技术的结合。对 STED 技术近几年的研究新进展进行了系统的论述， 对 STED 技术未来的发展趋势进行了探讨。

图1   STED系统图

这是一篇关于 STED 超分辨成像的综述论文，介绍了 STED 技术的基本原理，以及 STED 技术在光源、扫描、成像系统、三维成像和多色成像方面的发展现状，讨论了 STED 与其他显微技术的结合，并对 STED 未来发展进行了展望。总体上看，这是一篇不错的综述论文，有利于大家理解这个超分辨成像技术的发展脉络与核心关键，对从事超分辨成像，或者对该研究领域感兴趣的相关人员具有很好的借鉴意义。

《物理学报》2020年第10期全文链接：

http://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2020/10