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在二维极限下的高温超导体中对零能束缚态的研究
通过超高真空分子束外延技术,在SrTiO3衬底上成功制备出宏观尺度的单原胞层(厚度小于1纳米)高温超导体FeSe与FeTe0.5Se0.5单晶薄膜,其超导转变温度大约在60 K左右,并通过原位扫描隧道显微镜和隧道谱技术对其中的超导配对机制进行了深入研究。 原位扫描隧道显微镜观测表明沉积的Fe原子处于薄膜上层的Te/Se原子间隙处。由于沉积密度极低,Fe原子以孤立吸附原子形式存在,且吸附位附近无近邻Fe原子团簇。系统的原位超高真空(~10-10 mbar)扫描隧道谱实验发现,对特定的吸附原子/单层FeSe(FeTe0.5Se0.5)耦合强度[数量占比约13% (15%)],Fe吸附原子上可观测到尖锐的零能电导峰(图1)。该电导峰紧密分布在吸附原子附近,衰减长度~3 A,且远离吸附原子时不劈裂。变温实验表明,零能电导峰在远低于超导转变温度时即消失,可初步排除Kondo效应、常规杂质散射态等解释(图2A和图2B)。进一步的控制实验和分析显示,零能电导峰半高宽严格由温度和仪器展宽限制、在近邻双Fe原子情形不劈裂、服从马约拉纳标度方程,这些结果均与马约拉纳零能模的唯象学特征吻合(图2C-图2G)。对沉积于单层FeSe薄膜与FeTe0.5Se0.5薄膜上的Fe吸附原子,结果基本相同。相比于单层FeSe,统计结果表明单层FeTe0.5Se0.5上Fe吸附原子中观测到零能束缚态的几率更高且信号更强。波士顿学院汪自强教授和合作者曾在理论上提出,无外加磁场时,强自旋-轨道耦合s波超导体间隙磁杂质可产生量子反常磁通涡旋。理论上如果单层FeSe和FeTe0.5Se0.5由于空间反演对称破缺而具有较强的Rashba自旋-轨道耦合, Fe原子的磁矩局域破坏时间反演对称,可以使量子反常涡旋“承载”马约拉纳零能模。对单层FeSe和FeTe0.5Se0.5有些理论也预测存在拓扑非平庸相。在二维拓扑超导体中,马约拉纳零能模也会产生于Fe原子诱导的量子反常涡旋中的束缚态。因此,实验中观测到的零能电导峰可归因于Fe吸附原子引起的局域量子反常涡旋。更深入、具体的理解还有待于进一步的实验和理论探索。这一工作将探索马约拉纳零能模的超导材料从三维拓展到二维、从低温超导拓展到超过40 K超导转变温度的高温超导体系,同时无需外加磁场,观测到的零能束缚态原则上可操纵、“存活”温度明显提升。这些优势为未来实现可应用的拓扑量子比特提供了可能的方案。
北京大学 2021-04-11
金属卤化物钙钛矿导锂层的构建并用于稳定锂金属电池的研究
姚宏斌课题组充分利用氯基金属卤化物钙钛矿宽带隙、成膜性好、制备简单等优势,开发出基于金属卤化物钙钛矿的梯度导锂层,实现了金属锂负极与电解液的隔离,大幅度提升了锂金属电池的循环稳定性。作为一种新型可溶液加工的离子型半导体材料,金属卤化物钙钛矿成为近年来光电研究领域的热点材料。然而,金属卤化物钙钛矿材料框架内的锂离子传导特性以及相关应用却少有研究。研究人员发现,利用旋涂法制备的金属氯基钙钛矿具有容纳和传输锂离子的特性。研究人员发展了方便的固相转印方法,避免了锂枝晶生长和锂金属电极的粉化。测试表明,在金属卤化物钙钛矿导锂层的保护下,锂电池的稳定性显著提升。
中国科学技术大学 2021-04-11
计算机仿真与试验检测的减振降噪研究及其在工程机械上的应用
科研团队经过3年多研究,形成了集理论分析、试验测试和计算机仿真于一体的技术方法,为工程单位整机性能进行振动与噪声评估、分析、优化及验证。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 科研团队经过3年多研究,形成了集理论分析、试验测试和计算机仿真于一体的技术方法,为工程单位整机性能进行振动与噪声评估、分析、优化及验证。 研究成果早期应用与宁波大学与玉柴动力的发动机减振降噪、方太叶轮异音减振项目,并在山东巨明集团的452、688等玉米机械上进行了减振降噪的优化改进上,使其发动机、驾驶室的传递率分别从156%降低至75%、157%降低至78%,驾驶室舒适性也得以大幅度改善,有效地提升了该款产品市场竞争力。2019年该两款产品的销售量为22500万元,年增长约20%。 2019年宁波大学与柳工集团所签订的TC800起重机减振降噪技术合同是本项目技术的进一步推广应用。
宁波大学 2022-08-16
小转角双层石墨烯体系的结构和新奇量子物态研究进展
层间转角在层状堆垛的二维材料体系中提供了一个全新的自由度来调控其结构与性质。近几年,相关方面的研究引起了广泛的关注。早在2012年,何林课题组就开始关注转角对双层石墨烯结构和电学性质的影响,测量了不同转角双层石墨烯的两个范霍夫峰的峰间距能量与转角大小的关系[1],并预言该体系中的准粒子具有可调控的手征性[2],研究了应变结构在该体系产生的赝磁场和赝朗道能级[3]。2015年,何林团队发现双层转角石墨烯体系费米速度随角度减小而迅速下降,证明在转角为1.1度(第一魔转角)附近时费米速度降为零[4],并于2017年,在转角接近魔转角的双层石墨烯体系观察到强电子-电子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo课题组在魔角双层石墨烯观察到电子-电子相互作用导致的关联绝缘体态和超导态,魔角双层石墨烯物性研究迅速成为过去两年凝聚态物理研究的最大热点。 近期,何林课题组发展了一套方法,能够可控地制备利于扫描隧道显微镜系统(STM)研究的双层转角石墨烯,并利用STM研究了小角度双层石墨烯的性质,深入探索该体系由于电子-电子相互作用导致的平带简并度解除和新奇强关联量子物态的关联。例如,何林课题组与合作者发现当小转角体系的平带被部分填充时,电子-电子相互作用会解除平带的谷赝自旋简并度,在体系中产生很大的轨道磁矩(每个莫尔约10μ_B),由于轨道磁矩和磁场的耦合,谷极化态的劈裂能量会随着外加磁场线性增大[6]。同样的结果也在应变引起的平带中观察到了,当双层石墨烯的转角接近魔角时,体系中微小的应变结构可以使两个范霍夫峰之间出现一个新的零能量平带(赝朗道能级),何林课题组与合作者发现电子-电子相互作用会解除赝朗道能级的谷赝自旋简并度,产生轨道磁性态[7]。这些结果表明小转角石墨烯体系是研究二维轨道磁性态和量子反常霍尔效应的理想平台。在角度大于魔角的小转角双层石墨烯中,何林课题组与合作者证明电子-电子相互作用依然会起重要作用,并有可能产生完全不同于魔角双层石墨烯的新奇强关联量子物态。例如在1.49度的样品中,他们证明电子-电子相互作用解除了体系平带中的自旋和谷赝自旋的简并度,产生了一种全新的自旋和谷极化的金属态[8],这一结果进一步拓宽了转角体系新奇强关联量子物态的研究范围。 除了电学性质受层间转角的调制,在双层转角石墨烯体系,由于层间堆垛能与层内晶格畸变引起的应变能的竞争,其原子结构也会随着角度发生改变。最近,何林课题组系统研究了双层转角石墨烯结构随着角度的演化,发现当转角大于魔角时,体系可以看作两个独立的刚性石墨烯层发生扭转,层内晶格畸变几乎可以忽略(定义为非重构结构);当转角小于魔角时,由于莫尔条纹周期较大,层间堆垛能占主导,从而引起晶格畸变产生堆垛的畴界(domain wall)网格(定义为重构结构)。这种畴界的两边都是Bernal堆垛的双层石墨烯(分别为AB堆垛和BA堆垛),能传输谷极化的电流(图一)。我们利用STM证明非重构和重构的两种结构在魔角附近都能稳定存在。进一步,我们发现利用STM针尖脉冲可对魔角双层石墨烯的非重构和重构结构进行切换,从而开关其二维导电拓扑网格。同时,我们发现在强关联效应中起到重要作用的魔角双层石墨烯平带的带宽也能在这一过程中被调控[9]。相关成果近日刊发在物理学期刊《Physical Review Letters》上。何林教授课题组博士生刘亦文为第一作者,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的苏赢博士为文章的共同第一作者,何林教授为通讯作者。
北京师范大学 2021-02-01
甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)的合成新工艺研究
甲基环戊二烯三羰基(简称MMT)为一种无铅汽油抗爆剂,具有改善汽油辛烷值、提高燃料燃烧效率、减少汽车尾气排放等优点。该项目采用改进高温高压两步法制备MMT。采用该生产工艺使甲基环戊二烯与有机锰的转化率均超过89%,成本的下降有利于MMT工业化的实施。其工艺和产品质量达到国内领先国际先进水平。 2006年,MMT汽油抗爆剂项目得到国家发展和改革委员会高技术产业发展项目的支持,资助经费达800万元,江西省科技厅重大专项资助100元,该项目已经累计得到各类项目资金资助达1500余万元。目前,我校昌北精细化工基地已具有较大规模,成为我省高校产学研有机结合的典型示范基地。
江西师范大学 2021-05-05
服务行政理念下的电影业监管法律制度研究
本书对电影业监管的研究也是沿着这一脉络展开的.本书由绪言,正文和结语三部分构成,其中,正文分为六章,第一章是电影业监管的必要性和正当性分析,第二章是电影业监管主体分析,第三章和第四章分别论述了电影产业和电影公共服务两大领域的监管问题,第五章是对电影业监管的法律监督机制的分析.
江苏海洋大学 2021-05-06
鲁棒人脸视觉特征的提取、建模与识别的理论和方法研究
成果介绍人脸图像分析研究不仅能丰富和发展图像处理与分析的理论和方法,而且在教育、医疗、公安等社会服务以及公共安全等行业中具有重要的应用价值。基于人脸视觉特征的表情、身份以及亲属关系识别是当前人脸图像分析研究的前沿课题,而光照和人脸姿态变化等因素对人脸视觉特征提取与建模的影响则成为当前该研究面临的主要瓶颈。开展鲁棒人脸视觉特征的提取、建模与识别研究,突破现有研究的局限性,能显著推动人脸图像分析的研究进展,进一步满足国家在社会服务与公共安全等领域中的需求。技术创新点及参数1、 突破局部二值模式编码的视觉特征描述算子的局限性,提出局部三值模式编码的视觉特征描述算子,提出解决场景光照变化干扰以及高斯噪声干扰的图像处理一般性方法。2、 率先提出基于区域协方差矩阵的非正面表情特征描述方法,提出基于高斯混合模型和最小贝叶斯错误率估计的异方差鉴别分析方法,建立基于高斯混合模型的多视角表情识别理论。3、 率先提出基于人类学和遗传学的“父母—子女”亲属关系鉴别方法,提出以父母年轻时面部图像为桥梁的“父母—子女”亲属关系鉴别的子空间迁移学习理论和方法。4、 提出人脸视觉特征提取和识别的多流形鉴别分析理论,提出双子空间鉴别分析的增量式算法,突破双子空间鉴别分析方法的计算瓶颈。市场前景本项目围绕人脸图像中的表情、身份以及亲属关系识别等科学问题,深入开展鲁棒人脸视觉特征的提取、建模与识别的理论和方法研究,重点解决视觉场景中光照与人脸姿态变化下的鲁棒人脸视觉特征的提取与建模问题
东南大学 2021-04-11
基于新型∑-Δ调制的多频带 UWB-OFDM 系统及关键 技术研究
针对多频带 OFDM-UWB 无线通信系统中的关键技术问题,研究 一种全新的高性能量化噪声整形技术,设计完成无过采样结构的新型 Σ-△调制器,并将其用于多频带 OFDM-UWB 系统的 A/D 和 D/A 转 换;这种调制器可以满足超宽带系统通信速率不断提高的要求,同时 还可以解决 OFDM 信号峰均比较高的问题,并可以使系统的差错性 能得到明显改善,而且具有低功耗、低成本、易实现及便于集成为芯 片等特点。此外,研究适合多频带 OFDM-UWB 系统的快速同步捕获 与跟踪技术,设计帧同步、符号定时同步、载波同步、采样频率同步 及信道估计和均衡等技术方案,以减小运算量,简化软硬件实现,并 提高系统的频带利用率。该项目给出了一套完整的 UWB-OFDM 基带 系统技术方案,并进行了仿真与硬件验证。该项研究不仅可为多频带 OFDM-UWB 无线通信技术提供新的解决方案,也能为其它超宽带无线通信技术提供一种有效方法,产业化后必将产生较大的经济效益和 社会效益
南开大学 2021-04-11
宽带钢热连轧自动化控制系统的研究与应用
热连轧自动化控制系统是一种大型复杂控制系统,它很大程度上决定了生产线最终的市场竞争力。目前国内在宽带钢热连轧自动化控制系统新建或改造上多采用以下两种形式:一是硬件和软件系统全部由国外供货并调试;二是采用进口硬件系统,部分软件由国内完成,但其中的核心软件如L2数学模型系统、板形系统、质量控制系统(AGC、AWC、AJC等)从国外引进并由国外人员完成现场调试。两种形式都存在着核心技术掌握在外方手中,不利于系统的后期升级和维护,不能满足钢厂再发展的需要。因此有必要开发全套具有自主知识产权的宽带钢热连轧自动化控制系统,硬件系统可以采用当前国际上流行的最新控制器,而系统集成、控制模型和软件的开发和现场调试全部由国内自主完成,并承担全部的考核指标。如此可以不受国外公司的制约,同时节约大量外汇,减少工程投资。在此背景下,本项目以山东日照钢铁有限公司新建的1580mm热连轧生产线为依托,设计并完成全部软件和调试,取得了本科技成果。本科技成果的应用领域为轧钢领域的宽带钢热连轧生产线,实现热连轧带钢的全自动化生产。自动化控制系统由三级组成,其中L0设备控制级包括交直流主辅传动系统、现场机械液压设备、控制执行机构、各种检测仪表;L1基础自动化级由HMI监控系统和多台高性能控制器构成;L2过程控制级由三台高性能PC服务器和多台工业控制计算机构成;L3生产管理级(MES)由数据库服务器、应用服务器和客户端组成。该控制系统的基本原理就是通过三级系统之间互相配合,把整个生产线的多达数千个的控制点和数百个控制对象,分别按照不同的区域划分到数百个控制功能当中在控制系统中完成,满足工艺、设备、液压及电气要求,实现全线的自动化生产,达到设计的产品精度(厚度、凸度、板形、温度等)指标,同时,整个系统具有高效性、可靠性、先进性、安全性和低维护性,以及很强的报警、诊断、故障分析能力。
北京科技大学 2021-04-11
基于无人机侦检测绘的灾害救援现场辅助指挥决策研究
依据项目研究内容及国内外技术发展的情况,项目组开展了长航时电动多旋翼无人机平台的研制,采用碳纤维复合材料,一体成型工艺研发无人机平台,通过对结构、动力系统以及控制系统的优化,实现了50分钟续航时间;采用五拼相机方案,采集目标三维图像数据,通过数据处理,生成现场三维模型;无人机侦察图像视频与现有消防救援指挥系统相对接,实现了无人机灾情侦察应用的拓展;采用微型化学传感器,泵吸式气体检测方案,实现了机载危化品泄漏实时的检测技术,并利用检测的数据,对灾害现场救援指挥提供辅助决策。公开发表学术论文三篇。
中国人民警察大学 2021-05-03
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