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在二維反鐵材料MnPS3中磁振子輸運的實驗進展
量子材料科學中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結構如圖A所示。器件左側Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸的磁振子。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現出e指數衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎上，他們還系統研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質散射效應導致的。 二維材料中的磁振子輸運實現為二維磁性材料在磁振子電子學的應用與發展奠定了基礎，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結構示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關系，與理論預言的e指數衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關系。
北京大學
2021-04-11
量子谷Berry Phase的拓撲聲子態在二維六角晶格材料
徐虎課題組發現具有量子谷Berry Phase的拓撲聲子態在二維六角晶格材料中普適存在。隨著研究的深入，拓撲材料的分類越來越豐富和多樣化。到目前為止，拓撲材料的研究主要集中在費米子相關的系統。隨著研究水平的進一步發展，拓撲的玻色子系統也越來越引起人們的關注，例如光子晶體、聲子晶體等人工晶體中的拓撲現象等。但是，固體中的THz頻率段的拓撲聲子的研究相對緩慢。理論研究表明，拓撲聲子對研究量子聲子霍爾效應、拓撲聲子熱器件等具有重要作用。因此，在現實材料中尋找拓撲聲子態是相關領域亟待解決的問題。 在研究中，徐虎課題組研究人員采用基于密度泛函理論的晶格動力學計算，根據二階力常數矩陣構造類似于電子系統的緊束縛哈密頓量，從而可以獲得聲子系統的Berry 相和拓撲邊緣態。在此基礎上，他們結合高通量計算，發現具有量子谷Berry相的Dirac聲子態在二維六角晶格材料中普適存在(圖3a)。研究結果對進一步研究拓撲聲子態以及其實際應用具有重要作用。 近兩年，徐虎課題組致力于拓撲材料的理論預測和設計方面的研究工作，以南方科技大學物理系為第一單位發表1篇Phys. Rev. Lett.，1篇Nano Lett.和8篇Phys. Rev. (其中5篇為Phys. Rev. B Rapid Communications)。
南方科技大學
2021-04-13
一種產生渦旋電磁波的單極子天線陣列及其饋電系統
本發明公開了一種產生渦旋電磁波的單極子天線陣列及其饋電系統，屬于無線通信技術領域。本發明包括介質基板、接地面、饋電系統和單極子天線陣列。所述介質基板是形狀為圓形的絕緣介質基板，其表面上方是由金屬材料印刷而成的微帶電路。微帶電路主要分為兩個部分，一部分是 1 路分 N 路的饋電系統，另一個部分是由 1/4 波長金屬貼片作為陣元組成的 N 陣元單極子天線陣列。本發明實現了一種體積小、易生產、具有平面結構、易集成的產生渦旋電磁波的天線。同時還設計了一套完整的饋電系統，解決了陣列天線的饋電問題，只需在輸入端口施加激勵即可得到所需的 OAM 模態，方便操作，使用簡單。
華中科技大學
2021-04-11
新型高爐陶瓷杯材料——塑性相結合剛玉復合磚
北京科技大學材料科學與工程學院與鞏義市中原耐火材料有限公司等單位合作采用最新科技自主研制開發的塑性相結合剛玉復合磚是一種最新型的高技術的高爐爐缸用陶瓷杯耐火材料，它是采用金屬與非金屬結合在一起的復合材料，優于廣泛使用的Sialon-Al2O3制品。在原剛玉碳化硅復合磚中添加金屬塑性相研制而成，磚中塑性相與陶瓷基質復合，提高了材料的韌性；活潑的金屬相在高爐氣氛中可以原位生成氮化物、氧氮化物及其復合物，大大提高了耐火材料的強度與抗渣、鐵侵蝕性能。金屬塑性相結合剛玉復合材料的具體特點如下：1)具有優良的物理及力學性能和很高的抗鐵水滲透和沖刷的能力；2)材料具有良好的抗熱應力的能力；3)制品具有很高的抗渣、鐵及堿的能力，材料的抗鐵水侵蝕指數為0%，抗爐渣侵蝕指數為8.44%，抗堿侵蝕評價達"優Ⅱ"；4)具有自修復、自生成抗渣鐵侵蝕層的材料。具體指標為，體積密度：3.15g/cm3，常溫耐壓強度： 132MPa，高溫抗折強度：17.8MPa（1400℃×30min），抗渣侵指數：8.44%，抗鐵侵指數：0%，抗堿侵評價：優(U)。經權威機構查詢，該項技術屬國內外首創，生產的產品達到國外相似產品的領先水平。該產品榮獲河南省科技進步二等獎。
北京科技大學
2021-04-11
先進高折射高色散透明陶瓷的研發與產業化
項目成果/簡介:《先進高折射高色散透明陶瓷的研發與產業化》，現階段成熟產品為：微晶/多晶藍寶石陶瓷材料，主要用于高檔珠寶和飾品行業，其基本特點包括折射率n≥1.76，硬度≥9，半透明或微透明，外觀色澤類似翡翠和玉，可耐1200℃高溫而無損。在天然翡翠等玉石資源日趨枯竭，價格不斷上揚的背景下，這種以藍寶石材料為基通過高溫工藝制備而成的新型珠寶材料具有廣泛的市場前景。 透明陶瓷是現代無機材料發展的最前沿領域，通常用于激光光學、發光材料等方面，如何將原本不透明的陶瓷透明化，是技術難點，目前國外尚未有將透明陶瓷反向微透明化用作珠寶飾品行業的報道，原因在于只有東方才有獨特的朦朧審美觀和玉文化，因此本項目處于較為領先的階段。應用范圍:產品已經可以量產銷售，期望能有VC或PE等產業化資金介入，實現股權融資。期望投資金額在3000萬人民幣左右。項目階段:批量生產效益分析:本項目的技術難點和亮點在于，如何將完全透明的單晶藍寶石轉變為微晶/多晶藍寶石材料，形成似透非透的類似于翡翠和玉的半透明效果，同時大幅度降低單位重量成本，本項目通過特殊的高溫工藝實現了這一點，并通過各種添加元素實現了材料的彩色化。目前項目技術已經成熟，可以直接進入量產銷售階段。
同濟大學
2021-04-10
納米晶氮碳化鈦陶瓷超細粉的高溫碳氮化制備法
一種納米晶氮碳化鈦陶瓷超細粉的高溫碳氮化反應制備法,以納米氧化鈦和納米碳黑為原料,工藝步驟依次為配料、混料、干燥、裝料、高溫碳氮化、球磨、過篩。此法工藝簡單,成本較低,較一般碳熱還原法節約能源,容易實現規模化工業生產。通過控制反應溫度、保溫時間、氮氣壓力(或流量)、碳鈦配比等工藝因素可以合成各種氮含量的氮碳化鈦納米晶超細粉。用此法制備的氮碳化鈦粉末為球形,分散性較好,平均粒度為100～200NM,平均晶粒度為20～50NM,純度達99%以上。
四川大學
2021-04-11
適用于陶瓷PTC裝配技術的發熱芯穿管裝置
本發明公開了一種適用于陶瓷PTC裝配技術的發熱芯穿管裝置。包括機架以及安裝在機架上的送管機構和發熱芯夾裝機構，機架包括機架上面板、機架下面板和面板撐桿，機架上面板和機架下面板的四角之間通過面板撐桿支撐連接，機架上面板的底面裝有用于裝夾發熱芯的發熱芯夾裝機構，發熱芯夾裝機構的側方設有將套管傳送的送管機構。本發明采用發熱芯自動穿管技術，相比手工穿管技術，極大提高了生產效率。
浙江大學
2021-04-11
先進高折射高色散透明陶瓷的研發與產業化
《先進高折射高色散透明陶瓷的研發與產業化》，現階段成熟產品為：微晶/多晶藍寶石陶瓷材料，主要用于高檔珠寶和飾品行業，其基本特點包括折射率n≥1.76，硬度≥9，半透明或微透明，外觀色澤類似翡翠和玉，可耐1200℃高溫而無損。在天然翡翠等玉石資源日趨枯竭，價格不斷上揚的背景下，這種以藍寶石材料為基通過高溫工藝制備而成的新型珠寶材料具有廣泛的市場前景。 透明陶瓷是現代無機材料發展的最前沿領域，通常用于激光光學、發光材料等方面，如何將原本不透明的陶瓷透明化，是技術難點，目前國外尚未有將透明陶瓷反向微透明化用作珠寶飾品行業的報道，原因在于只有東方才有獨特的朦朧審美觀和玉文化，因此本項目處于較為領先的階段。
同濟大學
2021-02-01
高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料制備技術
傳統的硬質合金工模具材料耐磨性和強韌性難以兼得，而其中的鎢、鈷元素屬于稀有貴重元素。本項目所采用的Ti(C,N)基金屬陶瓷不但具有較高的硬度、耐磨性、紅硬性、優良的化學穩定性和高溫抗氧化性、與金屬間極低的摩擦系數、無磁性、而且還具有較高的強韌性，不含稀有貴重元素，其制造成本僅為硬質合金的35～40%，已在市場上得到較廣泛的應用。該成果發明了系列無鈷金屬陶瓷強韌化、無磁化制備技術，開發了系列高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料，是硬質合金理想的升級替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料難以相比的強韌性。
技術特征
該材料主要性能指標可達：硬度≥92.2HRA，抗彎強度≥3250MPa，斷裂韌性≥9.4 MPa·m1/2。
獲得相關授權國家發明專利8項，相關技術曾獲國家技術發明二等獎，達到國際先進水平。
南京航空航天大學
2021-05-11
高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料制備技術
傳統的硬質合金工模具材料耐磨性和強韌性難以兼得，而其中的鎢、鈷元素屬于稀有貴重元素。本項目所采用的Ti(C,N)基金屬陶瓷不但具有較高的硬度、耐磨性、紅硬性、優良的化學穩定性和高溫抗氧化性、與金屬間極低的摩擦系數、無磁性、而且還具有較高的強韌性，不含稀有貴重元素，其制造成本僅為硬質合金的35～40%，已在市場上得到較廣泛的應用。該成果發明了系列無鈷金屬陶瓷強韌化、無磁化制備技術，開發了系列高性能低成本無鈷金屬陶瓷材料，是硬質合金理想的升級替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料難以相比的強韌性。?技術特征該材料主要性能指標可達：硬度≥92.2HRA，抗彎強度≥3250MPa，斷裂韌性≥9.4 MPa·m1/2。獲得相關授權國家發明專利8項，相關技術曾獲國家技術發明二等獎，達到國際先進水平。應用范圍:主要用途：①適用于制作各種可轉位刀片，用于難加工材料的干式切削；②適合用于制作加工磁性材料的刀具和成型模具；③用于碳纖維預浸料的切割時，使用的穩定性和壽命大大高于目前進口產品；④適合于制作電子元器件生產及激光加工生產線中的專用模具，綜合性能優良；⑤適合制作苛刻環境下使用的密封環和耐磨件。
南京航空航天大學
2021-04-10