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二维反铁材料MnPS3中磁振子输运的实验进展
近年来,磁振子电子学在信息计算和信息传输领域表现出了极具价值的应用潜力。磁振子电子学利用以磁振子为载体的电子自旋进动来实现信息处理,有望实现无热量产生、低耗散的信息传输,相比于传统意义上通过操纵电荷来实现信息的处理的微电子学具有无可比拟的巨大优势。磁振子电子学领域的进展很大程度上依赖于能够有效传输磁振子的新材料的发现,而获得长距离的磁振子输运始终是磁振子电子学研究的重中之重。与通常的三维磁性绝缘体(如Yttrium Iron Garnet)相比,二维尺度下的磁振子被理论预言有很多的新颖物理效应,例如自旋能斯特效应,拓扑磁振子,以及外尔磁振子等。 在最新的研究文章中,量子材料科学中心韩伟课题组在二维磁性体系中展开工作并取得了重要进展,观测到了二维反铁磁体系中磁振子的长距离输运。MnPS3晶体是一种层状反铁磁材料,利用机械剥离手段得到了二维的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制备了用于测量磁振子输运的非局域器件,器件结构如图A所示。器件左侧Pt电极通过热方法来注入磁振子,右侧Pt电极探测在二维MnPS3中扩散传输的磁振子。在二维反铁磁MnPS3中,实验上观测到了几微米的磁振子扩散长度。并且从图B中可以看出,随着注入端和探测端距离的增加,探测到的非局域信号表现出e指数衰减的形式,跟一维漂移扩散模型的理论模型一致。在此基础上,他们还系统研究了MnPS3厚度对磁振子弛豫性质的影响。随着MnPS3厚度从40nm降低至8nm,磁振子弛豫长度由4μm减小到1μm(图C),这可能是由较薄的MnPS3中较强的表面杂质散射效应导致的。 该文章中的结果具有重要的学术价值:二维材料中的磁振子输运实现为二维磁性材料在磁振子电子学的应用与发展奠定了基础,也有望推动磁振子在量子尺度下的新颖量子物理性质研究。图:二维反铁磁体系中磁振子输运研究。(A)二维反铁磁MnPS3中的磁振子输运测量结构示意图。(B)自旋信号R_NL^*随电极间距的依赖关系,与理论预言的e指数衰减吻合。(C)磁振子弛豫长度随MnPS3厚度的依赖关系。 该工作于2019年2月7日在线发表于物理学术期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。该工作由韩伟研究员设计和指导完成,北京大学量子材料科学中心2015级博士生邢文宇为文章第一作者,物理学院2015级本科生邱露颐为第二作者(今年9月份将去哈佛大学读博士),韩伟研究员为文章通讯作者。本工作的顺利完成得到了量子材料科学中心贾爽教授和谢心澄院士的合作帮助,以及国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项的支持。
北京大学 2021-04-11
耦合分子振子同步化的能量代价及其最优设计原理的研究
北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀课题组在Nature Physics发表题为“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”(文章网址:https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7)文章,揭示了互相耦合的分子振子达到同步化所需的热力学代价,表明分子振子的同步化需要额外能量耗散,并揭示了能量耗散与所能达到的最优同步化效果及耦合的最佳设计之间的关系。 振子之间的同步化现象在自然界是非常普遍的现象,许多非线性理论与实验很好地回答了很大一部分非线性振子中的同步化问题。然而,对于分子振子而言,他们的振荡节律由随机的、大噪声的生化反应所决定,与之前相对成熟的非线性理论所涉及的情况有所不同。这类分子振子的同步化规律,尤其是同步化所需的热力学代价尚不明确。 欧阳颀课题组与美国IBM T. J. Waston 研究中心/北京大学定量生物学中心杰出访问教授的涂豫海教授展开合作研究,首次在理论上阐明了实现分子振子同步化所需的热力学代价。该研究提出一个简单而普适的随机理论模型,假设不同的分子振子之间被一些额外的分子间化学反应耦合起来从而使彼此的相位相互靠近,用以描述一般的可产生同步化振荡的分子振子。在这个理论模型中,研究者们找到了单分子稳定振荡状态的概率密度的解析解,由此计算了不同条件下的能量耗散,并通过平均场近似得到了该振荡出现同步化现象的条件。通过比较不同条件下的能量耗散,研究者发现,若要实现分子振荡的同步化,除去驱动单个分子振荡的能量以外,还必须要有一部分不为零的额外的能量耗散。除此以外,当外界条件给定能量耗散的大小时,虽然可以通过调整模型中的参数达到各种不同的同步化效果,但是可以达到的最优的同步化效果由给定的能量耗散所限制。当能量耗散小于一个临界值时(这个临界值大于驱动单个分子振荡的能量)同步化是不可能的,给定的能量耗散越大,所能达到的最优同步化效果越好。该结论具有一定的普适性。随后研究者在蓝藻的生物钟系统中检验了该理论,验证了生物体内的分子振荡体系确实需要额外的能量来实现同步化。 北京大学物理学院博士生,欧阳颀课题组的张东良为该文章的第一作者,涂豫海教授为通讯作者,合作者包括欧阳颀教授和美国加州圣地亚哥分校的博士后曹远胜博士。
北京大学 2021-04-11
能提高烟尘净化效果的多振镜大幅面激光选区熔化装备
本发明公开了一种能提高烟尘净化效果的多振镜大幅面激光选区熔化装备,该装备包含工作舱体、工作平台、成形缸组件、铺粉组件、振镜组合、移动式分区烟尘净化组件、保护气氛调控组件和控制系统;移动式分区烟尘净化组件与振镜组合分别包含 M(M≥1)组抽送气口和 M 列振镜队列,每组抽送气口均与一列振镜队列相配套,使得每组抽送气口都可在与其对应的面积较小的辐照区域上方产生稳定、均匀的气流,从而保证整个金属粉末层上方的烟尘均能被及时、
华中科技大学 2021-04-14
RFID超高频读写模块高性能远距离读卡器多通道模块电子标签读写器
产品介绍 CK-M1超高频RFID读写模块是小型化的UHF RFID 读写器 ,核心部件采用 R2000 为核心平台,R2000是一款高性能高度集成的读写器 IC,集成了模拟射频前端与基带数字信号处理模块等功能。用户只需要在模块的基础上作电源处理即可,可以很方便的通过 API 函数库控制模块工作适合各种应用场景用户开发。  产品特点 支持多种协议:ISO 18000-6C/EPC C1G2 、 ISO 18000-6B、国标GB/T29768-2013(可拓展支持)。 密集读取:端口最大输出33dBm,可根据需要设置功率,可应对非常密集的使用环境,多标签识别算法,行业内最强,每秒可识别超过600张以上。 能够定频或跳频工作。 输出功率可调,调节步进:1dBm。 支持标签数据过滤、支持防碰撞协议、支持多标签识别。 全频段、大功率、灵敏度高、功率准、零配置即可获得最佳性能。 规格参数 主要规格参数 产品型号 CK-M1 性能参数 频率范围 840MHz~960MHz 空口协议 EPC C1G2、ISO18000-6B/C、GB/T29768-2013(可选配) RFID主芯片 Impinj R2000 功能特点 支持密集读写、多标签识别、支持标签数据过滤、支持RSSI:可感知信号强度 通道数 1通道 RF输出功率(端口) 33dbm±1dbm(MAX) 输出功率调节 ±1dbm 前向调制方式 DSB-ASK、PR-ASK 连续读标签距离(读EPC码) 0-10米,连续读100次,读取成功率大于95%(无干扰环境)(8dBi圆极化天线@H3) 连续写标签距离(写EPC码) 0〜4米(与标签芯片性能有关),连续写100次,写成功率大于90%(8dBi圆极化天线@H3) 标签识别速度 >600次/秒 通讯口 TTL串口 物理接口 15PIN端子 1.25mm间距 读卡功耗 (33dbm):8W 物理参数 外观尺寸 42*76*8mm 外壳材质 铝型材外壳 安装方式 通过四个螺丝孔固定 电源 工作电压   操作环境 工作温度 -20°C~+70°C 储存温度 -40°C~+85°C 工作湿度 <95% (+25°C)
深圳市斯科信息技术有限公司 2025-12-27
一种基于 FPGA 的永磁同步电机电流环带宽扩展装置
本发明公开了一种永磁同步电机电流环带宽扩展装置,包括电 流采样模块,读取 A 相和 B 相电流采样值 ia、ib;Clark 变换模块,将 ia、ib 变换到αβ坐标系中,得到 iα、iβ;Park 变换模块,将 iα、i β变换到 dq 坐标系,得到直轴电流 id 和交轴电流 iq;PI 模块,根据 指令电流<img file=DDA0000439745310000011.GIF wi=178 he=101 /> 与反馈电流 id、iq 比较得电流偏差值,运算得到 dq 轴指令电压 Vd、 Vq;iPark 变换模块,将 Vd、Vq 变换到αβ坐标系中,得到 Vα、V β;SVPWM 模块,根据 Vα、Vβ计算三相 PWM 占空比,并产生六 路 PWM 波形;时序控制模块,根据电流控制时序开启和关闭相应模 块,完成永磁同步电机电流的控制。本发明通过对控制时序的优化以 及基于 FPGA 的电流控制器的设计,大大减小了电流控制环路中的延 时,从而提高了电流环带宽。
华中科技大学 2021-04-11
一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统
本实用新型涉及功率和电流测量技术领域,具体涉及一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统, 一种基于电离层探测仪的功率和电流检测系统,包括单片机、射频信号,还包括与单片机相连的功率检 测模块、电流检测模块和显示模块;所述功率检测模块包括 π 型衰减网络电路、阻抗匹配电路、功率检 测电路、低通滤波电路 I;所述电流检测模块包括电流检测电路、低通滤波电路 II 和分流电阻器 R9。该 检测系统结构简单、可靠,操作方便,可以适用于多种场合的功率和电流检测和监控,方便观察,能让 用户了解设备当前工作状态。
武汉大学 2021-04-13
一种阶段式电流保护整定方法及发电机模型
本发明公开了一种阶段式电流保护整定方法及发电机模型,包 括下述步骤:当进行瞬时电流速断保护的整定时,采用时间段为[0, Δt]的发电机模型,根据瞬时电流速断保护的整定原则,获得线路 i 首 端瞬时电流速断保护的一次电流整定值,当进行限时电流速断保护的 整定时,采用时间段为<img file=""DDA0000599275030000011.GIF"" wi=""366""he=""75"" />的发电机模型,根据限时电流速断保护的整定 原则,获得线路 i 首端限时电流速断保护的一次电流整
华中科技大学 2021-04-14
一种基于 FPGA 的永磁同步电机电流环带宽扩展装置
本发明公开了一种永磁同步电机电流环带宽扩展装置,包括电流采样模块,读取A相和B相电流采样值i<sub>a</sub>、i<sub>b</sub>;Clark 变换模块,将 i<sub>a</sub>、i<sub>b</sub>变换到αβ坐标系中,得到 i<sub>α</sub>、i<sub>β</sub>;Park 变换模块,将 i<sub>α
华中科技大学 2021-04-14
一种平顶脉冲磁场产生装置及平顶脉冲电流产生装置
本发明提供了一种平顶脉冲磁场产生装置及平顶脉冲电流产生 装置,其中平顶脉冲磁场产生装置包括变压器,由变压器的原边线圈、第一电容器、第一开关和磁体依次串联构成的第一回路,以及由变压 器的副边线圈、第二电容器和第二开关依次串联构成的第二回路;第 一回路还包括并联在第一电容器两端的第一续流回路;第二回路还包 括并联在第二电容器两端的第二续流回路。第一续流回路包括依次连 接在第一电容器两端的第一电阻和第一单向导通元件。第二续流回路 包括依次连接在第二电容器两端的第二电阻和第二单向导通元件。本 发明通过电压器
华中科技大学 2021-04-14
实现转矩和效率优化的感应电机全速度域电流分配方法
本发明公开了一种实现转矩和效率优化的感应电机全速度域电流分配方法,该方法综合考虑了电压限制、电流限制以及电机自身的物理特性限制,在不同速度域分别推导得到转矩和效率优化的励磁电流矢量给定值和转矩电流矢量给定最大值。应用本发明可以大幅提高感应电机驱动系统的电流利用率和效率,提升全速度域转矩输出能力。
华中科技大学 2021-04-14
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