磁性斯格明子是由拓扑保护的纳米涡旋磁结构，其微观的形成机制与非共线性作用（Dzyaloshinskii—Moriya Interaction）有关。该结构在物理上可以被看成一种受拓扑保护的磁准粒子，拥有很长的寿命，可被电流、热、光等条件所驱动。值得一提的是，其存在和消失的这两种状态可以被定义为磁存储中的“1”和“0”状态，使它成为一种颇具潜力的存储信息载体，在未来的自旋电子学和存储领域具有巨大的应用潜力。

本发明公开了一种超导电力装置用空心低温杜瓦，包括上、下 层低温杜瓦部件和支撑体；上、下层低温杜瓦部件均为中间带有方形 通孔的空心圆筒结构，上层低温杜瓦部件嵌套在下层低温杜瓦部件内， 上层低温杜瓦部件和下层低温杜瓦部件的上部高度相等且均为敞口， 上、下层低温杜瓦部件之间支撑体连接支撑；上层低温杜瓦部件的空腔用于盛装液氮和提供超导线圈放置的空间；上、下层低温杜瓦部件 之间的空隙内填充有隔热材料。本发明通过对低温杜瓦部件的形状和 结构的巧妙设计使其达到安全、稳定运行的效果。这种杜瓦结构可以 用于超导磁体中

本发明涉及低通滤波器技术领域，公开了一种宽阻带抑制高温超导低通滤波器，包括依次串联的交指发夹低通滤波器和窄带带阻滤波器；交指发夹低通滤波器包括至少一个交指发夹谐振器，交指发夹谐振器在发夹型谐振单元的一对耦合传输线中引入交指微带线，以在通带和阻带的边缘引入传输零点；窄带带阻滤波器包括至少一个半波长阶跃阻抗谐振器，半波长阶跃阻抗谐振器将半波长谐振器通过电磁耦合形式加载到主传输线，以引入串联传输零点。本发明实现了在宽频段带通和特定频段的有效干扰抑制，同时保持了较小的插入损耗和良好的边带抑制。

磁场传感器是探测磁场强度或其变化并将其转换成电信号输出的装置，基于磁场传感器可开发多种传感功能，包括电流、功率、位置、距离、速度、角度等，在工业制造、精密测量、国防与航空、医疗、地理等领域已经获得了广泛应用。其中，磁场角度传感器在航空航天、卫星姿态调整、航海导航、GPS定位、飞机导航等领域有巨大的应用需求。 现有的磁场角度传感器，如AMR、磁敏二极管、霍尔传感器、磁通门磁强计等能够实现对磁场方向或强度的探测，但存在局限性，例如，AMR磁场角度传感器测量精度低，需要配套的校准算法；磁通门磁强计体积较大，成本高；磁敏二极管的灵敏度低，信号输出大约只有0.05 mV/Oe，需要匹配信号放大等模块。因此，开发高精度、低成本、信号强度大、驱动方式简单的磁场角度传感器已成为传感器领域的重要研究方向。 近日，电子科学与工程学院刘明教授课题组设计了一种基于“磁扭电”效应的新型磁场传感器，该传感器采用了一种全新的力-电耦合结构，能够将磁扭矩转化成应力，并施加在压电材料上，实现了磁场作用下电信号的输出。该器件的结构通过有限元仿真软件优化后，可以有效去除干扰信号，显著提高输出信号的纯度；同时，力-电耦合结构可显著改善输出信号对探测方向的敏感性，理论上，磁敏感方向与非敏感方向的输出信号强度比值可以为“无穷大”倍。基于“磁扭电”效应，课题组开发了可用于二维平面磁场大小和方向探测的磁电罗盘，该传感器可同时测量面内交流磁场的强度和方向，强度精度为0.01 Oe（约为地磁场大小的1/50~1/60），方向的角度精度为±0.2º，解决了如何同时高精度地测量磁场的强度和方向这个难点问题，在工业设备的磁场测定、校准、监测中具有巨大的应用前景。此外，该器件是一种理想的无源器件，无需供电、无需偏置磁场、无需校正算法、无需信号放大模块，驱动简单，几乎无能耗，精度高，灵敏度高（输出可以达到几十到几百mV/Oe），结构强度高，工作频率范围广（几Hz到几百Hz），成本优势明显，有望在工业生产、国计民生、电力系统、物联网等领域获得大规模应用。

在磁场作用下，外尔半金属中的电子能带首先形成了一套特殊的分立朗道能带。特别是最后一个朗道能带由于其特殊的拓扑结构而具有手性，其在动量空间中是单向的。当磁场很高时，此时电子的磁长度的倒数可和两个相反手性的外尔点的动量距离相比拟，因此物理上允许发生磁隧穿效应而导致最后两个手性的朗道能带发生杂化，最终实现外尔费米子的湮灭和能隙的打开。

本发明公开了一种高转矩密度的磁场调制型磁力齿轮，包括由 外到内依次同心嵌套排列的永磁外定子、调制转子和永磁内转子；永 磁外定子与调制转子之间、调制转子与永磁内转子之间均具有气隙； 永磁外定子的外定子铁心内表面开有梯形槽，梯形槽内端两侧开有退 磁抑制槽；梯形槽内嵌有切向极化的倒梯形的外定子永磁体；退磁抑 制槽起到抑制外定子永磁体局部退磁的作用；调制转子包括多个调磁 铁轭和多个嵌有冲孔的非导磁材料，相邻调磁铁轭间嵌有冲孔的非导 磁材料；永磁内转子包括有外到内依次同心嵌套的内转子永磁体和内 转子铁心；其内

本发明公开了一种基于谐振的磁场发生装置及其设计方法，相比于常见的磁场发生装置，其主要创新在于大幅提高了电到磁的转换效率，实现了低噪声、低谐波磁场的产生。在确定磁场发生线圈和检流电阻规格后，计算它们在工作频率 f 下的串联阻抗 ZL；利用串联阻抗 ZL 推算谐振电流比 Iratio 的最大值；根据期望的谐振电流比 Iratio，滤波器截止频率 f1、f2，通带纹波推导滤波器参数；最后对磁场发生装置组装调试。

北京大学量子材料中心王健研究组与合作者在钛酸锶（SrTiO3）衬底上外延生长的单原胞层厚（0.55 nm）铁硒（FeSe）薄膜中观测到了具有磁激发迹象的玻色模式和强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。两项发现为超导机制备受争议的单原胞层铁硒薄膜提供了异号配对的重要实验证据，表明在该体系中尽管界面电–声耦合被认为可以增强超导特性，自旋涨落对于库珀对的配对有着不可忽略的作用，或对铁基高温超导机理的统一理解提供重要参考。 提升超导转变温度和理解库珀配对机制是超导领域两个最重要的研究方向。在以往的铁基超导研究中，基于电子–空穴费米口袋嵌套的s±波配对被广泛接受。然而对于AxFe2−ySe2 (A = K, Rb, Cs, Tl)、(Li1−xFex)OHFe1−ySe，尤其是单原胞层 FeSe/SrTiO3等一系列重电子掺杂铁硒化合物，重电子掺杂会导致费米能级上移，进而导致布里渊区中心Γ点的空穴费米口袋降至费米能级以下，使得电子–空穴费米口袋嵌套理论失效。因而，铁基超导中的s±配对图像受到严峻挑战。 钛酸锶衬底上外延生长的铁硒薄膜具有铁基超导家族最简单的分子结构和最高的超导转变温度（能隙闭合温度的典型值为65 K），自2012年被清华大学薛其坤团队发现以来在国际凝聚态物理领域掀起了研究热潮。前期，北京大学王健研究组与薛其坤研究组合作采用电输运和抗磁性测量首次报道了单层铁硒中高温超导的直接证据（Chin. Phys. Lett. 31, 017401 (2014)，被Science编辑选择文章Science 343, 230 (2014)报道）。然而，其中的超导配对机制，一直存在争议，始终悬而未决。 为了揭示单层铁硒中的超导配对机制，王健研究组开展了一系列系统的实验。实验中的单层铁硒超薄膜采用分子束外延技术生长于钛酸锶衬底。通过原位超高真空（~10−10 mbar）原位扫描隧道谱探测，研究组发现超导能隙外存在由电子–玻色子耦合导致的鼓包（hump）结构。系统的扫描隧道谱实验揭示以该鼓包为特征的玻色模式更接近磁激发信号（图1），极有可能是充当配对媒介、且连接布里渊区近邻角落（M点）电子费米口袋的(π,π)自旋涨落。超导序参量作为复数，其在费米面上的分布存在同相位（保号：sign-preserving）与反相位（异号：sign-reversing）两种情形。杂质散射作为一种相位敏感技术，已广泛应用于以往超导配对研究。其中非磁性杂质尤为特殊，其选择性地局域破坏s±波、d波等异号配对，实验上表现为诱导超导能隙内的束缚态，而对传统保号s波配对无明显效应，因此可用于区分异号和保号配对图像。王健研究组采用沉积于单层铁硒表面的强非磁性杂质铅（Pb）吸附原子作为散射中心，实验中发现相对于正常超导谱形，铅原子在超导带隙边界附近诱导出电子型谱权重增强，同时超导能隙减弱（图2）。该特征是‘隐’束缚态的典型信号。系统的势散射强度调节（图2(d)）等实验也印证了这一观点，有力地说明单层铁硒超导能隙函数存在异号。同时，基于异号配对图像，如扩展s±波（图2(e)），南京大学王强华教授与南京师范大学高绎教授理论上定性复现了非磁性杂质诱导的超导谱形重构。上述的玻色模式与非磁杂质散射两项研究成果一致支持单层铁硒中存在以自旋涨落为媒介的异号配对，为最终澄清单层铁硒的界面高温超导机制奠定了重要基础，同时也预示具有不同费米面构型的铁基高温超导体或存在统一解释。图1. 单原胞层 FeSe中具有磁激发迹象的玻色模式。(a) 单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱，显示超导能隙外由电子–玻色子耦合导致的鼓包结构；(b) Ω/2Δ1与Δ1的统计负关联（Ω：玻色模式能量；Δ1：内超导能隙）。图2. 单原胞层 FeSe中强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。(a) Pb吸附原子的STM形貌图；(b) Pb吸附原子和正常单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱，显示9.5 mV处存在‘隐’束缚态；(c) 跨Pb吸附原子的扫描隧穿线谱；(d) 101组Pb吸附原子扫描隧穿谱（黑实线下方）与无吸附原子时的扫描隧穿谱（黑实线上方）对比；(c) 扩展s±波图像下非磁性杂质的模拟局域态密度谱。 两项工作分别于2019年5月22日和2019年7月15日发表于Nano Letters（Nano Lett. 19, 3464−3472 (2019)）、Physical Review Letters（Phys. Rev. Lett. 123, 036801 (2019)）。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00144、https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.036801。 其中Nano Letters文章北京大学博士生刘超飞为第一作者，北京大学王健教授为通讯作者；Physical Review Letters文章，北京大学博士生刘超飞、王子乔和南京师范大学高绎教授为共同第一作者，北京大学王健教授和南京大学王强华教授为共同通讯作者。 以上工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、北京市自然科学基金、江苏省自然科学基金等经费的支持。王健特别感谢谢心澄、王垡、徐莉梅、任泽峰以及量子物质科学协同创新中心在北大超高真空分子束外延与低温扫描隧道显微镜实验室搭建过程中给予的支持。

本发明公开了一种低温空气分离的超导磁分离器、分离装置和方法，其中超导磁分离器包括外壳，以及设于外壳内的分离芯体，分离芯体包括：外磁体；至少一部分为多孔超导薄膜的分离元件，该分离元件设置在外磁体磁场内部；多孔超导薄膜一侧与自空气原料进口进入的空气原料接触，用于收集氧气，并通过氧气出口排出；超导体另一侧用于收集穿过孔结构的氮气，然后经氮气出口排出。相比于传统的磁力空气分离，本发明磁场强度、梯度更高，低温的原料空气中氧分子的磁化率成倍增大，并且可以提供磁体和薄膜维持超导状态所需的冷量，因此分离效率、产品纯度更高，在化工、冶炼、医疗等需要提供高纯度氧气的领域有着广阔的应用空间。