本项目揭示了磁性纳米结构中电子自旋极化效应的新机理和新规律，通过构建新型纳米结构和器件实现了自旋电子极化的产生、传输的可调控性。加深了对自旋特性和基本物理现象的理解，也解决了自旋电流产生、传输、控制和应用方面的多个关键科学问题，为下一代自旋电子学器件提供了重要的技术支撑。近5 年来在Phys Rev B，Appl. Phys. Lett.等国际主流期刊上发表SCI 论文76 篇。申请国家发明专利22 项，已授权专利7 项。其中10 代表性论著被SCI 他引288次。多项研究成果受到了学术界的高度关注

简单、实用，低成本实验仪器做前沿物理学研究。

体-边对应关系是拓扑物态的一个基本特征。近期新发现的高阶拓扑物态由于呈现出新型的体-边对应关系而受到广泛关注。特别地，由于高阶拓扑超导体允许马约拉纳零模直接出现在二维和三维系统的边界上，这为寻找马约拉纳零模和实现拓扑量子计算提供了新的思路。近两年来，虽然已提出一系列实现高阶拓扑超导体的理论方案，但这些方案或要求超导转变前的正常态具有拓扑非平凡的性质，比如，拓扑绝缘体，或要求混合宇称的超导配对。如果正常态只是普通的金属，而超导配对只有奇宇称或偶宇称型的配对，是否能实现高阶拓扑超导体仍是一个重要的开放问题。

物理学研究的前沿之一是在凝聚态体系中寻找Dirac方程所描述的一些基本粒子。Dirac方程是具有狭义相对论协变性的波动方程，最早由英国物理学家Paul M. Dirac 于1928年构造，用于描述自旋为1/2的费米子，典型代表如电子。Dirac方程成功地预言了正电子的存在, 并于1932年被实验证实。Dirac方程有不同的等价表示，比如Dirac、Majorana和Weyl表示等，其对应的准粒子可以分别在不同的凝聚态体系中被实现，如石墨烯 (2010诺贝尔物理奖) 、拓扑绝缘体表面可以存在二维无质量的Dirac费米子和非常规超导体的边界可能存在Majorana费米子等。特别是，Dirac方程的三维无质量极限，对应Weyl费米子，可以在最新发现的拓扑半金属中被实现。 通过系统的计算和数据分析，证明了这个反常信号与Weyl费米子在强磁场下最低朗道能带打开能隙有关。在凝聚态物理中，能谱打开能隙和狄拉克型方程描述的准粒子获得质量是等价的，因而从理论上支持了Weyl费米子湮灭的结论。

物理学院丁卫强教授团队在光操控研究中取得重要突破，提出运用背景结构动量辅助实现高效光学牵引力新方法，相关成果以《连续域中束缚态实现模式对称性辅助的光牵引》（Mode-Symmetry-Assisted Optical Pulling by Bound States in the Continuum）为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。该研究成果为光力研究提供新思路，对发展先进光操控技术具有重要价值。 运用光力可精准操控微纳物体，但传统光学操控仅能实现对物体的定点捕获，而对物体的平动自由度操控效率很低，如何实现“逆光而上”的光学牵引是面临的难题。针对该难题，丁卫强教授团队突破现有研究思路和研究方案制约，提出运用背景结构动量辅助实现高效光学牵引力的新方法，将传统方案中物体和光场二者之间的动量传递，推广到了物体、光场和背景结构三者之间。通过周期背景结构中连续域中束缚态这一特殊光学模式，将周期背景晶格的动量通过光场模式对称性调控传递给物体，实现了极高效率的光学牵引力，即使在光场被全反射的情况下依然能实现光学牵引，该机制实现的光力比已有结果增强了近一个数量级，且对物体参数变化不敏感。 哈工大为论文第一署名单位。哈工大物理学院博士研究生李航为论文第一作者，物理学院丁卫强教授、曹永印副教授，新加坡国立大学仇成伟教授为论文共同通讯作者。哈工大物理学院冯睿老师、博士研究生史博建、孙芳魁副教授，同济大学施宇智教授，中国科学技术大学陈杨教授，苏州大学高东梁教授，大连理工大学朱彤彤老师，东北林业大学汤冬华老师对论文发表作出重要贡献。 该研究获国家自然科学基金支持。 论文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.253802 连续域中束缚态实现模式对称性辅助的光牵引

造成我国安全阀技术水平相对落后的关键问题是安全阀热态试验技术的落后。安全阀是 “小阀门、大台架”。安全阀热态试验台架包含锅炉、容器、控制阀和控制系统，造价近亿 元，试验技术远比安全阀本身复杂得多。目前，安全阀热态试验主要是依照美国标准ASME PTC 25，此标准规定了对试验过程和测试精度的要求，但如何实试验过程则是一大挑战。安全 阀热态试验装置最早出现在美国。目前美国Tyco公司分别在Stafford、Wrentham等地建有热态 试验台架。建于Wrentham的试验台架始建于1949年，后来逐步完善，试验介质为饱和蒸汽， 设计压力10.3MPa。建于Stafford的试验台架，试验介质为饱和蒸汽，最大试验压力10.2MPa。 美国以上试验台架存在进行大口径、大排量安全阀热态试验中存在安全阀频跳问题。即安全阀 在一次测试过程中会出现多次的开启与回座，试验过程将对安全阀的密封面将造成显著的损 伤。另一方面，安全阀设计和制造工艺不合理也会造成安全阀的频跳，此是安全阀所需严格避 免的产品缺陷。而由于试验装置和方法的不足所带来的安全阀测试中的频跳将会掩盖产品本身 的问题，这去在安全阀的实际使用中埋下重大安全隐患。 中国合肥通机械检测院和国家特种泵阀工程技术研究中心具有安全阀的型式试验资质， 但没有以蒸汽为介质的热态试验系统。国内共有3套热态安全阀试验台架建，都采用实验台架 整体升压直至安全阀起跳，进而测量安全阀机械性能的方法，安全阀业内称之为“自由膨胀 法”。三套台架分别建在上海阀门厂、哈尔滨锅炉有限公司、中国船舶工业711所。 “自由膨 胀法”不符合ASME PTC 25标准的要求，存在如下的缺点： (1) 自由膨胀无法满足高参数、大排量安全阀试验过程中稳定排放的要求； (2) 采用自由膨胀法，造成整定压力和排放压力测量值相同，无法准确测量排放压力； (3) 安全阀测量的额定开高比实际值偏低。 另外，一个非常严重的问题是中国尚没有安全阀热态试验台架能够测量安全阀的排量系 数。安全阀的排量系数是安全阀设计的核心，决定了安全阀的设计。我国由于没有可以测试安 全阀热态排量系数的试验台架和技术，所以长期只能走模仿外国产品特别是美国产品的道路。 设计大多只进行强度校核，没有核心技术，产品技术一直处于低端水平。 华东理工大学经过多年攻关开发出了先进的高参数并符合ASME标准的安全阀热态试验台 架， 打破了国外的垄断。

项目简介： 针对高猛钢在一些应用领域使用性能差， 高铭铸铁韧 性不足在冲击工况难以应用的具体情况，本项目研制开发一种以奥氏体－贝氏

单像素光子计数成像以一个像素的点探测器利用空间光调制实现二维空间分辨测量，可以在二维空间的分布中节约一个维度，相比面阵列探测器节约了成本，并能用于更多的谱段成像，同时由于大幅提高了测量光通量，在极弱光条件下具有独特的优势。基于压缩感知理论发展出的光子计数单像素相机，采用统计模型进行随机调制，进而实现光子计数成像，该成像技术在太赫兹成像、显微成像、机器视觉等诸多应用领域得到了广泛应用。目前缺少能够帮助学生深刻地理解单像素光子计数成像的基础知识以及压缩感知理论的用于教学的单像素光子计数成像设备，故此设计本设备，以帮助大学生理解光子计数成像的基本原理与应用。 图1.单像素光子计数成像设备样机

本随日自旋机构不需电能驱动，使用阳光可直接驱动，白天并能自动跟随 太阳由东向西旋转 180 度，夜晚由西向东自动复位。主要用于太阳能光伏发电， 带动光伏太阳能板跟随太阳旋转。

拓扑量子物相在过去十年里已发展成为凝聚态物理及超冷原子量子模拟的主流研究方向。 相关研究大大加深了对量子物质的基本理解。依据拓扑物态的存在是否依赖于系统的对称 特性，可将拓扑相分类成内秉拓扑物态和对称保护拓扑物相。前者不依赖于对称保护，而 后者需有对称保护才可稳定存在。其中，在一维量子系统中，已有理论表明拓扑相的存在 总是需要相关对称性的保护。对于自由费米子体系，基于熟知的 Artland-Zirnbauer 十重分 类的拓扑理论告诉我们，得到一维拓扑物相需要有类似于粒子-空穴对称的对称保护。在 合作小组完成的该篇文章中，他们发现一种新的并非由传统熟知的粒子-空穴或子晶格对 称保护的一维拓扑物相。该拓扑态被证明由一种隐藏的滑移镜像对称和非局域手征对称保 护。这超出传统的基于 Artland-Zirnbauer 十重类的拓扑分类理论的范畴。另外，这项工作 部分基于刘雄军等人较早期基于拉曼光晶格体系提出的 AIII 类拓扑物态（2013 年 PRL 工 作）。进一步，基于所实现的拓扑体系，他们理论预测、且实验观测到与量子体系拓扑特 征相关的两类基本量子动力学行为。这对研究拓扑体系的非平庸量子动力学带来启发。