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石墨烯体系单原子缺陷研究进展发表
石墨烯中电子除了自旋这个内秉自由度,还有子格赝自旋和谷赝自旋自由度。石墨烯中电子的多自由度给石墨烯带来了很多新奇的物理性质。单原子缺陷是材料体系中最简单的缺陷形式,可以作为一种模型体系来帮助了解缺陷对材料性质的影响和调控。物理学系何林教授课题组长期致力于研究石墨烯中的单原子缺陷,发现缺陷可对石墨烯中自旋、子格赝自旋和谷赝自旋相关的电学性质产生深刻影响。例如,他们利用扫描隧道显微镜(STM)首次证实石墨烯中单原子空位缺陷存在局域自旋磁矩,并在原子尺度上实现了对其自旋磁矩调控,实现了三种自旋量子态;观测到石墨烯中单原子缺陷引入的对称性破缺态,并系统地测量了缺陷附近谷极化和谷依赖的自旋极化在实空间的分布情况。 石墨烯中电子的子格赝自旋来自于其六角晶格结构,有A和B两套子格,因此波函数数学形式上类似于自旋。对于电子自旋有很多有意思的可观测物理现象,那么对应石墨烯中的子格赝自旋是否有可观测的物理现象呢?带着这一问题,何林教授课题组开展了深入研究。他们发现石墨烯中的单原子缺陷可以使准粒子在石墨烯手性不同的两个谷之间发生弹性散射,并伴随着子格赝自旋的旋转,在缺陷附近产生一个原子尺度的子格赝自旋涡旋,而赝自旋在涡旋(单原子缺陷)的绕数直接反映了体系的Berry相位(图1)。通常来说,贝利相位的测量需要借助于外加磁场,因为磁场可以驱动准粒子沿闭合的轨迹绝热运动,所以这一的结果提供了一个简单的方法测量不同层石墨烯Berry相位的方法。何林教授课题组利用STM测量单原子缺陷引起的谷间散射形成的电荷密度波振荡,证明电荷密度波振荡在实空间中增加的额外波前条纹数直接反映了子格赝自旋在涡旋的绕数,从而可直接测量不同层石墨烯的Berry相位。最近的工作中,他们对双层石墨烯进行了详细的研究,并将相关结果推广到多层石墨烯体系。进一步他们还研究了相同和相反绕数的子格赝自旋涡旋的量子干涉。上述结果直接证明了子格赝自旋有很多丰富有趣的物理现象亟待深入研究,也为子格赝自旋物理提供了全新的研究思路。
北京师范大学 2021-02-01
石墨烯体系单原子缺陷研究进展发表
石墨烯中电子除了自旋这个内秉自由度,还有子格赝自旋和谷赝自旋自由度。石墨烯中电子的多自由度给石墨烯带来了很多新奇的物理性质。单原子缺陷是材料体系中最简单的缺陷形式,可以作为一种模型体系来帮助了解缺陷对材料性质的影响和调控。物理学系何林教授课题组长期致力于研究石墨烯中的单原子缺陷,发现缺陷可对石墨烯中自旋、子格赝自旋和谷赝自旋相关的电学性质产生深刻影响。例如,他们利用扫描隧道显微镜(STM)首次证实石墨烯中单原子空位缺陷存在局域自旋磁矩,并在原子尺度上实现了对其自旋磁矩调控,实现了三种自旋量子态;观测到石墨烯中单原子缺陷引入的对称性破缺态,并系统地测量了缺陷附近谷极化和谷依赖的自旋极化在实空间的分布情况。 石墨烯中电子的子格赝自旋来自于其六角晶格结构,有A和B两套子格,因此波函数数学形式上类似于自旋。对于电子自旋有很多有意思的可观测物理现象,那么对应石墨烯中的子格赝自旋是否有可观测的物理现象呢?带着这一问题,何林教授课题组开展了深入研究。他们发现石墨烯中的单原子缺陷可以使准粒子在石墨烯手性不同的两个谷之间发生弹性散射,并伴随着子格赝自旋的旋转,在缺陷附近产生一个原子尺度的子格赝自旋涡旋,而赝自旋在涡旋(单原子缺陷)的绕数直接反映了体系的Berry相位(图1)。通常来说,贝利相位的测量需要借助于外加磁场,因为磁场可以驱动准粒子沿闭合的轨迹绝热运动,所以这一的结果提供了一个简单的方法测量不同层石墨烯Berry相位的方法。何林教授课题组利用STM测量单原子缺陷引起的谷间散射形成的电荷密度波振荡,证明电荷密度波振荡在实空间中增加的额外波前条纹数直接反映了子格赝自旋在涡旋的绕数,从而可直接测量不同层石墨烯的Berry相位。最近的工作中,他们对双层石墨烯进行了详细的研究,并将相关结果推广到多层石墨烯体系。进一步他们还研究了相同和相反绕数的子格赝自旋涡旋的量子干涉。上述结果直接证明了子格赝自旋有很多丰富有趣的物理现象亟待深入研究,也为子格赝自旋物理提供了全新的研究思路。
北京师范大学 2021-04-10
负载型金属单原子模型催化剂
若将氧化物变薄到乃至单层,其表面自由能受基底金属的调制会向金属表面自由能靠近(化学势的混合),此时沉积在薄层氧化物上的金属就有可能处于高分散状态。研究人员在 Cu(110) 单晶表面生长单层 CuO 薄膜,再沉积铂 (Pt) 金属原子,得到 400 K 以上热稳定的 Pt 单原子模型催化剂。若将氧化物层厚度增加,相同沉积量的 Pt 原子则在室温下便会团聚,形成金属团簇。这种负载型金属单原子模型催化体系的制备方法简单易行,不需要通过吸附分子或者嵌入晶格来稳定金属单原子。
北京大学 2021-04-11
低成本高效单原子催化剂的开发
提出了一种简便的制备方法,采用苯胺锚定和微波还原等技术手段,得到了完全分散在石墨烯上的铂原子位点。这些分散的铂原子位点最大限度地利用了铂的催化性能,从而大大降低了铂的用量,显著提高了铂的质量活性。实验结果表明,在铂的用量降低到商业铂碳催化剂的1/50的条件下,仍然能达到商业铂碳催化剂的性能。同时,苯胺锚定可以防止铂原子在催化过程中聚集,从而提高了催化剂的稳定性。 在对铂单原子催化剂的研
南方科技大学 2021-04-14
一种原子层沉积前驱体输出装置
本发明公开了一种原子层沉积前驱体输出装置,该输出装置由装载前驱体的钢瓶(101),缓存腔(103),连接所述钢瓶(101)与缓存腔(103)的第一开关阀(102),位于所述缓存腔腔体内且与所述缓存腔腔体气密性良好的运动活塞(104),以及控制输出主管路的第二开关阀(105)构成。本发明通过固定空间的气体体积变化,每次稳定的排出等量前驱体,保证定量输出前驱体,能够更好的适应于前驱体用量优化分析及在线监测系统分析。
华中科技大学 2021-04-14
一种原子力探针位姿调节装置
本发明公开了一种原子力探针位姿调节装置,包括探针座,调节 机构和连接头。其中探针座用于原子力探针的安装固定;调节机构包 括由下至上的第一调节部件、第二调节部件、第三调节部件、第四调 节部件以及第五调节部件,分别用于原子力探针的里外水平偏摆、左 右水平、上下旋转、上下俯仰以及上下竖直位姿调节;连接头用于与 原子力探针测量系统的显微物镜相连。本发明能够实现原子力探针任 意姿态的细微调节,各个调节动作相互独立,互不影响,提高了探针 姿态的调节精度;且能够对调节后的位姿进行锁定,使其保持稳定, 进一步保证原子力探针测量系统的稳定性和精度。 
华中科技大学 2021-04-11
八灯座单火焰原子吸收光谱仪
1.产品介绍AA-1800DL型原子吸收光谱仪是由行业的专家和国内知名高校联手研发完成,拥有几十年光谱仪器的研发和应用经验。该产品包括火焰及氢化物发生系统,可配置多种附件,灵活的配置方案可满足不同层次客户的需求。全自动多功能AA-1800型原子吸收光谱仪可进行复杂的样品分析,多种分析方法可自动切换,做到无人全自动分析。AA-1800DL型原子吸收光谱仪广泛应用于科研、质检、疾控、环保、冶金、农林、化工等行业,创新的软、硬件设计确保样品分析的准确性、安全性、易用性,仪器维护简单便捷。2.性能特点全反射消色差光学系统色散率为1800条/毫米刻线大面积光栅,新型自准直单色器,所有镜片均是石英镀膜,宽广的检测范围和光学稳定性确保了分析的精度、闪耀波长230nm光栅分光系统。八灯灯座一灯工作,最多可以七灯预热,节省了换灯和预热时间,使元素测量更加快捷方便。全自动化除主机电源开关外,仪器全部功能通过计算机监测与控制。背景校正系统具备氘灯与自吸收两种背景校正模式,背景信号1A时,扣背景能力60倍以上。自主知识产权,功能完善,性能强大的分析软件人性化的操作界面,让您的操作易如反掌,可切换中英文Windows风格软件界面,全自动定性、定量分析,自动计算元素含量,自动生成测试报告。3.火焰系统高分子雾化室高分子材料抗腐蚀雾化室,耐酸碱,包括氢氟酸,无论是有机或是无机溶液都能得到较好的灵敏度和稳定性;钛燃烧器钛燃烧器,可选配50mm和100mm燃烧器,空冷预混合型,耐腐蚀,耐高盐,大幅度提高火焰的效率和火焰分析的准确度;高精度防堵塞雾化器高效型雾化器,雾化效率高,维护更换方便。质量流量控制器实现乙炔流量控制质量流量控制器精确控制乙炔流量,精度达1ml/min,并对流量进行动态监测,使用方便,安全可靠。更多的安全保护措施,使样品分析更加安全可靠乙炔泄露监测;乙炔压力监视;空气压力监视;燃烧头状态监视;火焰状态监视;水封状态监视4.数据处理测量方式 : 火焰法、氢化物-原子吸收法 、自吸法、扣背景浓度计算方式 : 标准曲线法(1~3次曲线),自动拟合,标准加入法  重复测量次数 : 1-99次、计算平均值、给出标准偏差和相对标准偏差  结果打印 : 参数打印,数据结果打印,图形打印,可导出WORD、EXCEL文档
上海美析仪器有限公司 2021-12-16
一种白光干涉原子力探针系统的成像自动调整装置及其控制方 法
本发明公开了一种基于白光干涉原子力探针扫描显微镜探针系 统的成像自动调整装置自动及其控制方法,该装置主要包括计算机, 夹持机构及铰链机构,原子力探针及其探针组件,白光干涉显微系统, 面 CCD 光路连接筒。在白光干涉原子力探针显微镜连接完成的情况 下,根据面 CCD 上探针的成像与面 CCD 坐标系的水平夹角,通过计算机来控制舵机偏转一定的角度,使得原子力探针在面 CCD 中的成像 与面 CCD 坐标系中的夹角在误差范围内,从而得到测量的结果有较小 的测量误差。本发明可以实现探针在面 CCD 中的成
华中科技大学 2021-04-14
多级环流曝气及厌氧——好氧耦合环流曝气污水生物处理技术
1 成果简介利用生物方法进行污水处理,已经经历了一个多世纪的发展。但是,在活性污泥法的应用中,仍然存在以下主要缺点:曝气池占地面积很大,曝气后气体排放造成二次污染;曝气过程中活性污泥、空气和污水三相混合不均匀,氧传递速率较慢,氧气利用率不高,使得曝气效率低;剩余污泥排放量大。本研究室基于多年来对环流反应器流体力学特性和工程应用的研究,提出了采用多级环流装置作为活性污泥曝气的新方式,并经过 10 多年的基础、应用以及工业化研究,形成了一套高效的活性污泥的处理污水的新工艺—多级环流曝气工艺。该工艺可改善氧的传质,增加氧的利用率,从而减少动力消耗;该工艺还可减少生物处理过程中剩余污泥的产量,减轻处理污泥的负担;同时,该工艺的生物处理构筑物占地面积显著减小,可节约投资。该工艺已经完成了 20 吨/天的工业中试,通过了专家鉴定;并在处理印 染污水等方面已经建成了工业应用装置,目前运行良好。 在多级环流曝气工艺的基础上,针对含有中低浓度难降解有机物的污水,本研究室又开发了厌氧-好氧耦合环流曝气污水生物处理技术,以提高难降解有机物的处理效率。通过在多级环流塔内的悬浮污泥中添加具有特殊孔隙结构和尺度的载体材料,利用氧的传递阻力在载体内部形成厌氧菌生存的环境,构成专性厌氧菌生长区。通过被动扩散和流体的冲刷作用,有机物可以扩散进入载体内部,并被厌氧菌降解,同时载体内部的厌氧降解产物也可进入流化床主体,实现厌氧生物降解和好氧生物降解的耦合。该工艺具有高效的好氧降解过程和厌氧降解过程, 且将厌氧和好像过程结合在一个装置中进行,高度集成化,设备投资小、处理效率高、占地面积小。该工艺已经在含酚废水、 PTA 废水、炼油废水方面已经开展了大量的工艺开发和工业模拟实验,取得了理想的处理效果。2 技术指标( 1) 多级环流曝气:溶解氧浓度可达到 6mg/L 以上,较廊道式曝气池,占地面积可减小 80% 以上,处理时间可缩短 50%以上。 ( 2) 厌氧-好氧耦合环流曝气: COD 的容积负荷可达到 7g/L∙d 以上,对 COD 浓度小于2500 mg/L 的含酚废水、 PTA 废水等废水, COD 去除率达到 95%以上。3 应用说明该技术主要针对各类石化、化工及其他含有难降解有机物废水的处理,小规模现场集成式污水处理(如机场、远郊住宅小区等)以及污水的点源治理。 多级环流曝气应用包括两种方式:① 以环流曝气塔式设备替换现有的曝气池、初沉池;② 在现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造。多级环流曝气塔为新型塔式曝气处理设备为专利设备,具有处理效率高,占地面积小等显著优势。 20 吨/天的工业中试结果(乙烯综合废水, COD 约为 1000 mg/L,)显示,和该厂现有的廊道式曝气池相比,占地面积可减小 80% 以上,处理时间可缩短 50%以上, 出口废水稳 COD 定在 60 mg/L 以内,特别适合于土地资源紧张、处理效率要求高的生产、生活部门。多级环流曝气塔顶部还有集成的泥水分离器,可将出水中的污泥分离,在污泥沉降良好的情况下,可直接排放,不需要初沉和二沉设备,使设备投资、能耗以及占地面积大幅度降低;即使对沉降性能不佳的污泥,也可达到初沉的作用,节省初沉设备和运行费用。 通过对现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造,也可实现多级环流曝气,方法是在曝气池内改造曝气系统,加装多级导流筒内构件。其改造简单,投资小,但对废水处理的效果有显著的提高。采用多级环流曝气后,曝气池内的溶解氧浓度提高 50% (可达到 6 mg/L以上)以上,悬浮污泥浓度提高 30%以上,在达到相同处理效果的前提下,水力停留时间可减小 50%以上,处理负荷提高 50%以上,特别适合于对现有装置增容的技术改造。由于溶解氧浓度高,剩余污泥的产量也显著降低。 厌氧-好氧耦合环流曝气工艺,通过在多级环流曝气塔中添加高孔隙率的聚合物填料,在填料内部形成的缺氧环境,可发生水解-酸化反应,通过水解-酸化将难降解有机物降解为挥发性脂肪酸,进一步由装置中主体的悬浮污泥进行好氧代谢,实现了厌氧—好氧生物降解的耦合,提高了难降解有机物的降解效率。工业模拟装置的研究表明,对 COD 浓度达到 3500mg/L 的含酚废水,采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺, 24h 内 COD 可降解至 100 mg/L 以下;对 COD 浓度达到 2500 mg/L 的 PTA 废水,采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺, 16 h 内 COD可降解至 100 mg/L 以下;对 COD 达到 2000 mg/L, BOD/COD<0.1 的炼油废水,采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺, 24 h 内 COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述处理效果,均优于传统的 A/O 或者 A/A/O 续批式联合工艺,占地面积低于这些工艺的 1/8。4 合作方式商谈。
清华大学 2021-04-13
用于垃圾富氧焚烧的一次风注氧混合一体化装置
本发明公开了一种用于垃圾富氧焚烧的一次风注氧混合一体化·689·装置,包括:其两端可分别与一次风管道连接的管状本体;注氧器,其包括设置于本体的管体内呈环状的注氧环,以及均匀设置在该注氧环上的多个喷嘴,氧气从外部进入该注氧环并通过上述喷嘴喷入本体的管体内;以及同轴套设在本体内管壁上并位于注氧器下游的混流片组,每个混流片组包括一个第一混流片和一个第二混流片,两混流片轴向间隔平行设置。本发明的装置可使得氧气以
华中科技大学 2021-04-14
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