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在反铁磁材料中观测到拓扑自旋波的研究
李源和合作者所关注的材料是Cu3TeO6,在这个材料中,每个原胞内有12个具有磁性的Cu2+离子。在61K以下,Cu3TeO6成为反铁磁体,原胞中6个Cu2+离子磁矩方向大致平行,而另外6个Cu2+离子与它们反向。利用线性自旋波理论,李源和合作者发现,Cu3TeO6中的自旋波具有线性的能带交叠,而进一步的分析表明这种能带交叠具有拓扑性质:具有纯数形式的拓扑电荷,它们不依赖于模型的细节,而只和体系的对称性有关。李源和合作者证明了,只要材料中具有PT对称性(时间反演和空间反演),那么,自旋波的线性能带交叠总是存在。如果同时也存在整体的自旋旋转对称性U(1),这种拓扑能带交叠具有狄拉克点的形式(图1a),而将U(1)对称性移除,则狄拉克点将拓展为结线(图1b)。狄拉克点和结线都是在特定材料新预言的拓扑能带交叠类型。Cu3TeO6具有很高的晶体对称性(第206号空间群,图1c),由此保证了在U(1)对称性存在的前提下,布里渊区P点位置的自旋波总是狄拉克点。图1:(a)基于J1-J2模型的自旋波色散(b)布里渊区以及布里渊区中的狄拉克点,同时展示了U(1)对称性移除后狄拉克点演化为结线的过程(c)材料中Cu2+离子J1-J2交换网络。 为了在实验上研究上述自旋波的拓扑能带,李源和合作者又对Cu3TeO6晶体阵列样品进行了非弹性中子散射实验。在实验中,李源和合作者观测到了四维空间中清晰的自旋波信号。为了将实验结果和理论计算进行对照,李源和合作者在模拟材料中磁交换作用方面做了大量工作,他们认为:Cu2+离子之间最主要的磁交换作用是最近邻和第九近邻的交换作用,前者由于距离最近,后者由于离子之间相对笔直的交换路径。从图2a和b可以看到实验和计算结果符合得相当好:数据不仅表明在布里渊区的P点存在狄拉克锥型的色散(图2c),而且散射信号的强度与计算也几乎是一致的(图2d和e)。散射信号的强度反映了动力学结构因子S(Q,w),其中包含了自旋波波函数的重要信息,所以实验和理论的一致性可以认为是材料中自旋波拓扑属性的直接验证。图2:(a和b)沿着图1(b)高对称路径的实验和计算的自旋波信号强度图,布里渊区中心是(1, 1, 2)(c)布里渊区P点的狄拉克锥型色散(d和e)a和b虚线框中自旋波的细节,虚线包络表明了P点的狄拉克锥型色散。
北京大学 2021-04-11
关于新型阿秒钟实现对量子隧穿时间问题的研究
量子隧穿是微观世界的基本现象,它是指粒子可以像波一样地穿过有阻碍的区域(即势垒),是微观粒子的波粒二象性的一个具体表现。如今,量子隧穿的概念已经渗透到物理学的方方面面,比如广泛使用的扫描隧道电子显微镜、半导体异质结等。然而,关于量子隧穿却有一个基本问题充满着争议,那就是隧穿的过程是否需要时间?如果需要时间那又该如何测量呢?自量子力学诞生以来,这个问题一直伴随着量子力学的发展而争论至今。 随着超短激光脉冲的问世,人们一直努力、希望在强场隧道电离的范畴来解决这个的重要争议问题。随即,学术界提出了可以通过阿秒钟方案测量隧道电离的发生时间(即时间延迟),阿秒钟巧妙地将隧穿时间延迟转化为光电子发射角的偏移,然而对于实验结果,大家一直未取得一致的看法。学术界通过十多年的研究,基本上形成了两种对立的观点,即瞬时隧穿(隧穿几乎不需要时间)与延时隧穿(隧穿需要百阿秒量级的时间),各自都有相应的理论与实验支持。似乎这两种观点充满矛盾、不可调和!量子隧穿的示意图量子隧穿可以看作是微观粒子的“穿墙术”增强型阿秒钟的原理。(a)线偏振的二次谐波打破了圆偏振的基频光的对称性,标记了最大值激光电场的方向与时刻。(b)不加二次谐波时测量的光电子动量谱。(c)加入标记光场后测量的光电子动量谱。 传统的阿秒钟是采用单个椭圆偏振或近圆偏振的激光脉冲,因此传统阿秒钟的校准依赖于少周期激光的载波包络相位和椭偏率的确定,它们的噪声抖动会给阿秒钟的测量带来很大的误差。日前,北京大学物理学院、人工微结构和介观物理国家重点实验室“极端光学创新研究团队”刘运全教授和龚旗煌院士领导的研究小组,提出并实现了一种全新改进型阿秒钟,在一束圆偏振飞秒激光场中加入了另一束线偏振的倍频光来校准阿秒钟,使得光电子发射角的偏移量的定标更加精准。这种增强型阿秒钟使得隧穿时间的测量更加准确可靠。理论上还证明了上述两种看似对立的隧穿图像可以被统一在同一个理论框架下进行描述。在强场近似理论框架下,他们分别建立了瞬时隧穿图像以及基于Wigner表象的延时隧穿图像,对于增强型阿秒钟的实验结果,这两种隧穿图像的理论结果都与实验结果相符合。因此,这是第一次使用同一个理论框架和同一个实验完美地统一了这个长期的学术争议,为隧穿时间研究提供一种思路。
北京大学 2021-04-11
关于狄拉克半金属中量子输运研究的新进展
在高晶体质量的狄拉克半金属Cd3As2纳米线中观测到手征反常导致的负磁电阻效应(Nat. Commun. 6, 10137 (2015));并借助于纳米线比表面积大的优势,测量到起源于拓扑表面态输运的π A-B效应(Nat. Commun. 7, 10769 (2016); Phys. Rev. B 95, 235436(2017))。 最近,他们通过输运测量首次在狄拉克半金属Cd3As2纳米线中观测到连续体态和离散表面态耦合产生的Fano共振现象。研究表明直径约为60 nm的Cd3As2纳米线的表面态能带会发生劈裂,通过栅压调制费米能级到一个表面态子能带的带底时,会呈现出零偏压微分电导峰;在磁场作用下,由于塞曼效应,零偏压电导峰会发生劈裂,测量得到表面态的朗德因子为32;Fano共振进一步导致零偏压微分电导峰随偏置电压具有非对称的线形,并可能对材料中起源于“外尔轨道”的量子振荡频率产生修正。这项工作对于深入研究拓扑半金属的输运性质,以及设计实现可电学调控的Fano体系有着重要意义。图1. Cd3As2纳米线中量子限制效应引起的电导振荡;(b)栅压调制的微分电导谱。
北京大学 2021-04-11
我国学者在肠道菌群调控脓毒症研究方面取得进展
在国家自然科学基金项目(批准号:82130063、82270581、81974070、32271230、32071124)等资助下,南方医科大学陈鹏教授、姜勇教授、周宏伟教授、陈烨教授、龚伟教授多团队合作,在肠道菌群调控脓毒症研究方面取得新进展。研究成果连续发表两篇论文:(1)以“源自嗜粘蛋白-阿克曼氏菌的新型三肽RKH可预防致命性脓毒症(Novel tripeptide RKH derived from Akkermansia muciniphila protects against lethal sepsis)”为题,于2023年8月8日在线发表于《肠道》(Gut)杂志。论文链接:http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2023-329996;(2)以“一种来自共生白色念珠菌的代谢物能增强巨噬细胞的杀菌功能并防止脓毒症进展(A metabolite from commensal Candida albicans enhances the bactericidal activity of macrophages and protects against sepsis)”为题,于2023年8月9日在线发表于《细胞及分子免疫学》(Cellular & Molecular Immunology)杂志。
医学科学部 2023-08-16
山东省关于推进产业创新研究院建设的指导意见
为统筹推进教育、科技、人才工作,服务绿色低碳高质量发展先行区建设,全面推动高等教育改革发展,在全面提高人才自主培养质量、服务区域经济社会发展上先行先试,探索建设一批高质量、有特色的产业创新研究院,制定本指导意见。
山东省教育厅 2023-07-24
在高效钙钛矿太阳能电池研究方面的进展
以传统两步法为基础,设计提出了钙钛矿籽晶诱导生长的两步旋涂法,通过在碘化铅薄膜中引入含铯钙钛矿籽晶,使籽晶提供后续钙钛矿生长的成核位点,引导高质量薄膜生长,解决两步法中无机阳离子的有效掺杂问题。通过籽晶诱导,可实现对成核和晶粒大小的精确调控,有效掺入无机Cs离子,器件的能量转化效率提升至21.7%,同时,器件在AM1.5G太阳光下持续工作140小时后,仍然保持超过60%的初始效率,远优于传统两步法数小时的稳定性。图1. a) 籽晶法制备钙钛矿薄膜过程示意图。 b) 光致发光显微原位探测籽晶法中钙钛矿实时生长过程。 进一步的,赵清教授课题组设计了氯化铯增强碘化铅前驱液两步法,在进一步提高钙钛矿薄膜中碱金属离子含量的同时,减缓钙钛矿的成核、生长过程,获得了具有更大晶粒、更低缺陷态密度的钙钛矿多晶薄膜。基于此制备得到的平面正式钙钛矿薄膜太阳能电池器件具有更高的能量转化效率22.1%、器件的长时间工作稳定性也得到了提高,在AM1.5G太阳光下工作70小时后,依然能够保持90%的初始效率。在两步法制备钙钛矿薄膜与太阳能电池器件方面,对碱金属离子的均匀高效掺入、器件性能的提高等问题提供了新的思路。
北京大学 2021-04-11
超微柑橘果皮全粉的制备技术及粉体特性研究
已有样品/n超微柑橘果皮全粉的制备技术及粉体特性研究。  成果简介:伪狂犬病毒(Pseudorabies virus, PRV)可引起多种家畜和野生动物的伪狂犬病,给中国乃至世界养猪业都造成了巨大的经济损失。与其它α-疱疹病毒亚科的成员一样,伪狂犬病具有神经嗜性和潜伏感染等特征。目前,预防和控制该病的主要措施仍然是免疫接种疫苗,虽然它可以减少临床症状,但是却不能完全阻止病毒的感染和散毒。Nectin-1基因是α-疱疹病毒的受体,介导伪狂犬病毒进入猪的上皮细胞和神经细胞。Nectin-1的N端有一个类
华中农业大学 2021-01-12
新型叠合板式混凝土剪力墙结构抗震性能的研究
通过基于性能的抗震设计方法中叠合板式混凝土剪力墙结构非线性分析研究,确定了叠合构件连接和边缘约束的构造措施,提出了叠合板式混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法。
安徽建筑大学 2021-01-12
钢结构(钢混结构)多高层节能住宅的成套技术研究
本项目针对多高层住宅的特点,提出了与钢结构相适应的模数系统方案及系列房型 方案,为实现钢结构多高层住宅产业化需求的标准化与系列化奠定了基础。 应用领域: 研究取得 11 项专利,出版 4 部专著,形成了较完整的钢结构多高层住宅建筑体系、 结构体系、维护体系和钢结构防火的成套技术,成果直接用于了 24 个钢结构(钢混结构) 多高层住宅项目的建造,总建筑面积 122.4 万 m 2,5 个项目被列为建设部推广应用科技 示范工程,每年可节省采暖燃煤 4007.5 吨;项目成果还用于编制了多项国家和上海市 标准,对推广钢结构多高层节能住宅有积极意义。 
同济大学 2021-04-13
新一代无线局域网技术研究与产业应用
1 成果简介在国家重大专项“ 新一代宽带无线移动通信网” 的“ 超高速无线局域网无线接口关键技术研究与验证” 课题支持下,由清华大学牵头,联合中国科学院微电子研究所、工业和信息化部电信传输研究所、海信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、中国电信集团公司、中国科学技术大学六家单位组成产学研用联合的研究团队,开展 IEEE 802.11ac( 802.11n 的升级演进标准)标准化、实现技术、产业应用的研究,目前已经形成 10 项国内专利,向 IEEE802.11ac 标准化组织提交了标准文稿 22 项,标准草案修改建议 31 项。目前,本团队按照 IEEE802.11ac D1.0 版本的标准草案研制了原型系统,通过该原型系统可以充分地研究和验证IEEE 802.11ac 所采纳的所有关键技术和实现难点。 本团队在任务分工布局之时,高度重视产业化应用,围绕着产业化应用的需求特点,充分发挥联合单位的行业优势,在 802.11ac 系统平台集成化小型化、标准兼容性测试、宽带无线接入应用、与蜂窝通信结合的“ C+W” 应用、高速数字家庭应用等多个方面部署研究,以期推动产业化进程。 本团队的研究工作和成果的特点为:具有自主知识产权优势,原型系统吞吐量高,瞄准的 802.11 技术具有垄断性市场地位。2 应用说明IEEE 802.11ac 的理论极限速率是 6.933Gbps,是当前能够提供最高速无线通信传输速率的技术体制之一。本团队基于已有的研究成果,一方面在拓展传输距离、优化传输效率和节约能耗等方面进行技术攻关,强化技术特点;另一方面,在高速数字家庭和无线物联网网关设计这三个具有广阔应用前景的应用市场进行产业化技术储备。高速数字家庭:无线局域网为广大人民群众浏览互联网提供了极大的便利。随着高清视频、微博等新兴业务的蓬勃发展,以及各式各样的笔记本电脑、 Pad、智能手机等终端的广泛普及,人们需要在享受高质量业务服务的同时,还要希望服务提供具有便捷的特性。 IEEE 802.11ac 无疑是实现高速数字家庭、高清视频分发的最合适的解决方案。无线物联网网关: IEEE 802.15.4 Zigbee 和 IEEE 802.11ah 是当前最有影响力的物联网无线传输协议。基于 IEEE 802.15.4 Zigbee 和 IEEE 802.11ah 的智能感知子系统接入互联网或者移动互联网,需要有物联网网关。而 IEEE 802.11ac 是智能感知子系统接入互联网或者移动互联网的一个有竞争力的解决方案。3.效益分析2010 年,全球 WLAN 芯片销售达到 7.5 亿片, 802.11n 达到 30%。据预测, 2014 年,全球嵌入 Wi-Fi 消费终端零售额规模将超过 2500 亿美元。尽管 Marvell、高通、 Cisco 等大公司在 802.11 系列产品上具有极大的优势,但由于 Wi-Fi 的应用极多,应用场景繁杂,新应用层出不穷(比如物联网网关等),必然可以找寻到属于我们生存与发展的市场。4 合作方式商谈。5 所属行业领域信息领域。
清华大学 2021-04-13
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