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孝感奥华医疗科技有限公司
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2025-01-20
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
关于氮化物半导体掺杂研究的进展
采用红外光谱和拉曼光谱技术，克服了GaN中强烈的剩余射线带相关反射区导致的测量难题，实验中观察到半绝缘GaN中与C有关的两个局域振动模，并结合第一性原理计算，给出了C杂质在GaN中替代N位的直接证据，解决了这一长期存在的争议问题。该成果对于理解和认识C杂质在AlN、BN、ZnO等其他六方对称化合物半导体材料中的掺杂行为亦具有重要的参考价值。
北京大学
2021-04-11
在纳米隐写术研究方面取得重要进展
发展出一种能够有效克服上述两个问题的新型隐写术——彩色图像中的纳米隐写术。该团队在此前发展出的全彩等离激元彩色印刷理论与技术（Nat. Commun. 6: 8906, 2015）的基础上，将等离激元彩色印刷品作为信息隐藏的载体，其纳米级别的像素大小带来了接近100,000d.p.i.的超高分辨率（达到光学衍射极限），极大的扩充了可隐藏的信息容量。另一方面，该团队发展出了利用结构微扰（即不对结构显示颜色造成可见影响的微小结构变化）来隐藏信息的新型隐写策略。其实验结果表明，利用此策略隐藏的信息无论在光谱上还是在扫描电镜中都不能被发现，这就对信息实现了几近完美的隐藏，具有极高的安全性。 该团队利用两步微扰的方法提出了具有自我反监察功能的纳米隐写术（如上图所示）。首先，信息发送者利用微扰1将重要信息近完美地隐藏在彩色图形中。在目标接收者收到信息载体后，他们需要先对其加载微扰2使得隐藏信息与背景之间出现微小的光谱偏移，然后才能利用特定的光学滤波片将信息读取出来，而微扰2的加载过程将对作为伪装的彩图带来不可逆的图形变化，这就使得信息伪装载体同时能够作为自我反监察的指示器，即当接收者在收到信息载体时，如果伪装图形发生变化，则说明隐藏的信息已经被人窃取。 以上研究成果将隐写术推进到了纳米尺度,这赋予了物理隐写术更大的应用与发展潜力，具有重要的革新作用。研究中提出的近完美隐藏和自我反监察功能的概念，对于发展新型的信息安全防护方法也具有重要的启发意义。此外，结构微扰能够被“变废为宝”地用于信息隐藏，这为微纳光学领域揭示了一个新的结构调控维度——微扰，为新型光学微纳结构的设计提供一种新的思路。
中山大学
2021-04-13
化学反应量子几何相位效应研究重要进展
在化学反应中，量子干涉现象普遍存在。但是，想要准确理解这些干涉产生的根源非常困难，因为这些干涉图样复杂，且在实验上也难以精确分辨这些干涉图样的特征。H+H2及其同位素的反应，是所有化学反应中最简单的。该体系只涉及三个电子，因此比较容易精确计算出这三个原子在不同构型时的相互作用力。在此基础上，通过求解相应的描述化学反应过程的薛定谔方程，就能够实现分子反应动力学过程的计算机模拟，从而做到在微观层次上深入理解化学反应过程。研究团队在2019年先期理论研究
南方科技大学
2021-04-14
在钙钛矿显示领域取得新进展
提出了一种采用喷墨打印技术将钙钛矿前驱体墨水印刷在不同聚合物基底上的策略，该策略利用溶剂对聚合物的溶胀作用，使高分子内原位生长出具有高亮度、高稳定性且波长与图案像素尺寸精确可调的准二维钙钛矿。准二维钙钛矿-聚合物复合材料具有优异的防潮性、耐光照射性和耐各种溶液化学侵蚀的特性。同时，利用高精度喷墨打印技术可以实现小间距准二维钙钛矿像素点阵，构成各种图案。 这项研究采用原位喷墨打印准二维钙
南方科技大学
2021-04-14
抗疲劳水凝胶粘接研究新进展
该团队选用了常见的医用聚合物聚乙烯醇(PVA)，通过冷冻解冻和干燥-退火的处理，提高纳米晶域在垂直界面方向的有序度，从而实现该粘接界面的疲劳阈值达到800 J/m 2
南方科技大学
2021-04-14
生物多样性保护领域取得新进展
发现在过去十万年海平面的快速变化过程中，红树植物虽然存活却极大地丢失了遗传多样性，现存红树植物的遗传多样性水平与气候改变时的死亡率存在显著负相关，未来海平面变化对红树林生态系统具有很大威胁。研究指出，现存的遗传多样性极低的红树植物演化潜能较小，广泛的海岸建设限制了红树植物向内陆撤退的物理空间，红树林面临非常严重的胁迫。为了更好地保护红树林，该文提出建设保护区时仅圈住红树林现生分布区不够，还应该留出充分的缓冲区以帮助红树林应对未来海平面上升。
中山大学
2021-04-13
取得配位超分子自组装新进展
以单层稀土MOF作为晶种，通过不同稀土离子MOF的异质同晶特性和液相各向异性外延生长策略，构筑了具有亚毫米尺度的间隔色域发光多层次异核稀土MOF单晶，并实现了独特的光谱编码和空间编码结合的三维微区编码器件模型。基于初始单层稀土MOF晶核的不同空间群结晶特性，其在不同晶面呈现生长速度不同的各向异性，从而最终分别获得了核-壳型（core-shell）和条带型（striped）两类不同的多层次异核稀土MOF单晶。在保持均一的周期性长程有序单晶结构的同时，其光物理特性则因不同区域稀土离子的人为控制化生长，表现出核壳或条带状间隔区域多色发光。利用微区荧光探测技术，通过改变多层次异核稀土MOF单晶的位置或角度，可分别实现基于不同层稀土MOF的红、绿、蓝等三基色发光，以及基于不同层间、不同入射和发射光路间组合调控的全色域多色发光和白光。同时，上述异核多稀土单晶MOF的组装和调光特性亦可在近红外发光的稀土离子间实现。基于此，进一步建立了一种独特的光谱编码与空间编码相结合的三维微区编码器件模型。在亚毫米尺度的单晶光学器件范围内，通过调变不同位置和空间取向的三维操作式编码，结合具有不同发光色域的光谱读出式编码，实现了高通量、多通路、多模式的全色域发光颜色可编码性与可读出性。
中山大学
2021-04-13