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關于“外爾半金屬TaAs的不飽和量子磁性”的研究
北京大學物理學院的賈爽研究員和中科院強磁場科學中心的張警蕾研究員、南方科技大學的盧海舟教授等組成的研究團隊對外爾半金屬材料TaAs等在強磁場下的磁性質進行了深入研究。利用磁扭矩探測和平行磁化率探測技術，他們發現當外爾電子在強磁場下進入量子極限時，其橫向和縱向磁化率都表現出強烈的不飽和性。這一強磁場下的不飽和磁性與非相對論型的拓撲平庸電子呈現的飽和磁性截然相反，是相對論型的電子所獨具的指針性屬性。 由于各種拓撲電子材料的能帶對于包括自旋軌道耦合以及化學勢在內的各種參數高度敏感，決定電子拓撲性質的能量尺度可能小至毫電子伏特量級，因此通常的譜學測量如角分辨光電子譜等往往無法分辨能帶的細節。而普通的電輸運測量只能表征費米面的貝里曲率，無法區分相對論型的電子能帶是否存在能隙。這項對于拓撲電子材料的磁性研究，結合了理論計算與強磁場下的實驗表征，提出了探測相對論型的電子的一種決定性指針。該工作已在《自然?通訊》上發表 Nature Communications 10, 1028 (2019).Magnetic responses of the non-relativistic and relativistic fermions a, b, c, d: The energy bands of non-relativistic (parabolic-band) fermions; g, i, h, j: The energy bands of -relativistic fermions; e, f: Calculated parallel magnetization (M||) and effective transverse magnetization (MT) of non-relativistic fermions are saturated in strong magnetic field. k, l: Non-saturated M of relativistic fermions. 此項工作的通訊作者為賈爽研究員，中科院強磁場科學中心的張警蕾研究員和南方科技大學的盧海舟教授；第一作者為量子材料中心博士生張成龍和南方科技大學的王春明教授。同時，這項研究受到國家自然科學基金（No. U1832214, No.11774007）國家重點研究計劃（2018YFA0305601）以及中科院先導研究計劃（XDB28000000）等的支持。
北京大學
2021-04-11
熒光碳量子點/二氧化硅微球的研發
熒光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）負載抗體等生物大分子針對病毒、細菌和疾病體外檢測試劑盒。
技術指標（創新要點等）：
1、使用性能優越的碳量子點取代穩定性差、熒光量子產率低的有機熒光染料和毒性大的無機半導體量子點；
2、通過調節碳量子點的合成原料，使得碳量子點偶聯錨定在二氧化硅微球上，且不會引起碳點的熒光猝滅從而有利于連接抗體或生物大分子等，產品具有快速、靈敏度和特異性高等優勢。
安徽大學
2021-05-09
關于新型阿秒鐘實現對量子隧穿時間問題的研究
量子隧穿是微觀世界的基本現象，它是指粒子可以像波一樣地穿過有阻礙的區域（即勢壘），是微觀粒子的波粒二象性的一個具體表現。如今，量子隧穿的概念已經滲透到物理學的方方面面，比如廣泛使用的掃描隧道電子顯微鏡、半導體異質結等。然而，關于量子隧穿卻有一個基本問題充滿著爭議，那就是隧穿的過程是否需要時間？如果需要時間那又該如何測量呢？自量子力學誕生以來，這個問題一直伴隨著量子力學的發展而爭論至今。 隨著超短激光脈沖的問世，人們一直努力、希望在強場隧道電離的范疇來解決這個的重要爭議問題。隨即，學術界提出了可以通過阿秒鐘方案測量隧道電離的發生時間（即時間延遲），阿秒鐘巧妙地將隧穿時間延遲轉化為光電子發射角的偏移，然而對于實驗結果，大家一直未取得一致的看法。學術界通過十多年的研究，基本上形成了兩種對立的觀點，即瞬時隧穿（隧穿幾乎不需要時間）與延時隧穿（隧穿需要百阿秒量級的時間），各自都有相應的理論與實驗支持。似乎這兩種觀點充滿矛盾、不可調和！量子隧穿的示意圖量子隧穿可以看作是微觀粒子的“穿墻術”增強型阿秒鐘的原理。（a）線偏振的二次諧波打破了圓偏振的基頻光的對稱性，標記了最大值激光電場的方向與時刻。（b）不加二次諧波時測量的光電子動量譜。（c）加入標記光場后測量的光電子動量譜。 傳統的阿秒鐘是采用單個橢圓偏振或近圓偏振的激光脈沖，因此傳統阿秒鐘的校準依賴于少周期激光的載波包絡相位和橢偏率的確定，它們的噪聲抖動會給阿秒鐘的測量帶來很大的誤差。日前，北京大學物理學院、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室“極端光學創新研究團隊”劉運全教授和龔旗煌院士領導的研究小組，提出并實現了一種全新改進型阿秒鐘，在一束圓偏振飛秒激光場中加入了另一束線偏振的倍頻光來校準阿秒鐘，使得光電子發射角的偏移量的定標更加精準。這種增強型阿秒鐘使得隧穿時間的測量更加準確可靠。理論上還證明了上述兩種看似對立的隧穿圖像可以被統一在同一個理論框架下進行描述。在強場近似理論框架下，他們分別建立了瞬時隧穿圖像以及基于Wigner表象的延時隧穿圖像，對于增強型阿秒鐘的實驗結果，這兩種隧穿圖像的理論結果都與實驗結果相符合。因此，這是第一次使用同一個理論框架和同一個實驗完美地統一了這個長期的學術爭議，為隧穿時間研究提供一種思路。
北京大學
2021-04-11
關于狄拉克半金屬中量子輸運研究的新進展
在高晶體質量的狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到手征反常導致的負磁電阻效應（Nat. Commun. 6, 10137 (2015)）；并借助于納米線比表面積大的優勢，測量到起源于拓撲表面態輸運的π A-B效應(Nat. Commun. 7, 10769 (2016); Phys. Rev. B 95, 235436（2017）)。 最近，他們通過輸運測量首次在狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到連續體態和離散表面態耦合產生的Fano共振現象。研究表明直徑約為60 nm的Cd3As2納米線的表面態能帶會發生劈裂，通過柵壓調制費米能級到一個表面態子能帶的帶底時，會呈現出零偏壓微分電導峰；在磁場作用下，由于塞曼效應，零偏壓電導峰會發生劈裂，測量得到表面態的朗德因子為32；Fano共振進一步導致零偏壓微分電導峰隨偏置電壓具有非對稱的線形，并可能對材料中起源于“外爾軌道”的量子振蕩頻率產生修正。這項工作對于深入研究拓撲半金屬的輸運性質，以及設計實現可電學調控的Fano體系有著重要意義。圖1. Cd3As2納米線中量子限制效應引起的電導振蕩；(b)柵壓調制的微分電導譜。
北京大學
2021-04-11
一種高發光效率的量子點白光 LED 及其制備方法
本發明屬于量子點 LED 封裝領域，具體涉及一種高發光效率的量子點白光 LED，其中，LED 芯片固定設置在基板表面，量子點硅納米球附著在 LED 芯片表面，熒光粉膠將量子點硅納米球和 LED 芯片完全包裹住，所透光殼體直接安裝在基板上或通過一模塑料固定在基板上方，并將熒光粉膠、LED 芯片和量子點硅納米球密封在內，透光殼體內的空隙處填充有封裝膠。本發明還公開了一種高發光效率的量子點白光 LED 的制備方法。本發明的量子點 LED 能夠顯著提高白光LED 的發光效率，在生產中能夠更加便捷地控制量子點與熒光粉各自的發光光譜，從而得到所需的理想型發光，且可顯著減少量子點的用量，節約生產成本。
華中科技大學
2021-04-13
中國科大實現基于簡并腔中渦旋光子的拓撲量子模擬
郭光燦院士團隊在基于人工合成維度的量子模擬方面取得重要實驗進展。該團隊李傳鋒、許金時、韓永建等人將攜帶不同軌道角動量的光子（又稱為渦旋光子）束縛在簡并光學諧振腔內，通過引入光子的自旋軌道耦合人工合成了一維的拓撲晶格，為拓撲量子模擬開創了一種新的方法。
中國科學技術大學
2022-06-02
揭示了量子三體過程中的范德華作用普遍性
通過實驗測量和從理論上分析三原子重組在543.3 高斯附近的6Li-6Li的窄波磁Feshbach共振，表明在有限的溫度下，三體重組主要由間接過程支配并在閾值以上的kBT內存在窄共振峰。實驗數據強有力的顯示連續的成對過程遵循一個普適行為并由范德華力決定。論文給出了三體重組速率常數描述的解析公式和對溫度的依賴性，其中三體重組通過連續的成對相互作用進行。基礎物理圖像不僅適用于窄s波共振，還適用于非零分波的共振，不僅適用于超低溫，而且適用于更高的溫度。 這個實驗結果驗證了量子三體在范德華勢作用下普遍的行為，發現該普遍行為遠遠超出零溫度范圍，從而揭示出雙體的量子缺陷理論可以通過多尺度方法進一步擴展到非零溫度范圍。這種廣義的三體作用的范德瓦爾普遍行與通用狀態方程的定義瓦爾斯長度尺度有密切聯系。通過將量子普遍行為區域擴展到零以外溫度和s波共振，純理論模型通過超冷原子物理實驗與真實的少體系統和真實化學反應建立了緊密聯系，邁出了量子三體物理研究的關鍵一步。
中山大學
2021-04-13
基于高溫水熱強化的高含固污泥高級厭氧消化技術
針對我國污泥高含砂、高含固等特點，對我國低有機質污泥尤其是高含固（TS>10%）污泥高級厭氧消化技術路線領域開展研究，從厭氧消化的可行性、物質流特征、微生物種群及強化調控、熱/堿強化水解預處理技術、污泥/餐廚協同消化技術等方面，特別是加強在污泥厭氧消化體系中物質流轉化機制的研究工作，突破針對我國低有機質污泥提升厭氧降解率與產氣率的關鍵技術研究與機理研究，為我國污泥高級厭氧消化研究提供支撐。 提出適用于我國低有機質污泥泥質特性的高溫水熱強化預處理技術，突破高溫水熱對污泥強化水解的作用機制與最佳反應條件，技術成果形成成套化裝備，并在示范工程中得到應用轉化與運行優化；突破高含固污泥高級厭氧消化的物質強化轉化關鍵技術，對含固率、溫控、攪拌等重要參數進行優化開發，技術成果在示范工程中得到應用轉化與運行優化。1.目標及意義 1）提出適應于我國低有機質污泥泥質特征的污泥高溫水熱強化預處理技術，并與高含固污泥厭氧消化關鍵技術相耦合，形成基于高溫水熱強化的高含固污泥高級厭氧消化技術，開發具有完全自主知識產權的技術，并實現技術成果的在長沙污泥厭氧消化工程中的大規模產業化應用； 闡明在污泥厭氧消化新技術中有機質在固-液-氣相變體系中的物質流特征，基于有機質的定向轉化，進一步對污泥高級厭氧消化新技術進行優化開發，進一步提升甲烷產率和降解率，為污泥厭氧消化的效率提升提供技術支撐。基于對污泥厭氧消化過程的物質流和微生物特征的研究，在技術層面，從“易降解物質定向轉化”、“難降解單元分質活化”和“微生物分相調控”三方面入手，開發強化物質轉化的水熱、生物酸化等預處理新技術，確定關鍵技術單元組成、關鍵技術參數和條件；在工藝層面，從強化固相溶解-液相高速甲烷化入手，開發高效厭氧消化工藝流程，開發適用于我國高含固污泥物料特點的厭氧消化技術與裝備，提出可靠的攪拌和保溫方案以及反應器構造等關鍵設計參數，在此基礎上，形成高含固污泥熱水解-厭氧消化集成技術，并進行工程示范；進一步提高污泥高含固厭氧消化工藝的物質轉化效率與資源化利用水平。1）預期的經濟效益 熱水解預處理-高含固協同厭氧消化技術可有效提高污泥厭氧消化處理能力，增強污泥產期效率，降低污泥處理處置能耗。工程效益可望達到1億元以上。2）預期的社會效益 熱水解預處理-高含固協同厭氧消化技術可有效提高污泥厭氧消化處理能力，增強對污泥的處理處置能力，有效緩解污泥處理處置壓力，進一步提高污泥高含固厭氧消化工藝的物質轉化效率與資源化利用水平。
同濟大學
2021-04-11
稠密相氣固兩相流動參數測量及可視化方法
稠密氣固流動問題是多相流研究領域的一個前沿性難題，廣泛存在于化工、冶金、電力等工業領域。氣固流動參數檢測和可視化尤為重要，是稠密氣固流動系統復雜研究體系中的共性問題之一。針對該問題，東南大學多相流測試研究室多年來開展了電學與激光散射的稠密氣固流動可視化及參數測量與表征方法的研究工作。 開發了電容層析成像系統(ECT)與激光光纖顆粒測量系統，可實時、在線檢測多相流參數的二維或三維分布狀況，成功應用于湍動流化床與濃相煤粉加壓氣力輸送中試試驗裝置上。
東南大學
2021-04-11
一種多雙端固支梁結構的曲率傳感器
本發明提供了一種基于多個雙端固支梁結構的曲率傳感器，包括柔性基板、梯形金屬、金屬接觸塊、雙端固支梁錨區、雙端固支梁，所述梯形金屬放置于金屬接觸塊兩側，雙端固支梁錨區分別放置在梯形金屬上，在雙端固支梁錨區之間金屬接觸塊上方設置多個相互平行、懸空的雙端固支梁，多個雙端固支梁懸空高度相等，長度不等，當柔性基板貼合在一個曲率的表面上時，彎曲的柔性基板會導致雙端固支梁與金屬接觸塊發生接觸，且雙端固支梁的長度越短，雙端固支梁與金屬接觸塊發生接觸需要的曲率越大，通過檢測平行放置的不同長度的雙端固支梁與金屬接觸塊相接觸的數目實現曲率的測量，該結構不僅簡單可靠，設計靈活，而且實現了數字化輸出，控制了誤差范圍。
東南大學
2021-04-11