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幅无载波牛顿环干涉条纹分析技术
本成果提出了针对单幅无载波牛顿环干涉条纹的分析技术，可对球面元件进行干涉测量，获取球面曲率半径和顶点位置，也可以用于测量介质折射率和光源波长。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
成果提出了针对单幅无载波牛顿环干涉条纹的分析技术，可对球面元件进行干涉测量，获取球面曲率半径和顶点位置，也可以用于测量介质折射率和光源波长。相关技术于2013年提出，利用现代信号/数据处理方法，从一个新的角度解释了牛顿环现象的本质，直接可以通过单幅牛顿环条纹图即可提取出被测球面曲率半径、顶点位置（牛顿环环心）。相关技术在国内外均为首创，经过8年的开发和改进，在科研和教学领域各开发了一个原理样机，具有很好的精度和很低的耗时的特点。相较其它技术而言，技术手段非常简洁，无需昂贵的光学硬件（移相器、载波调制），具有更高的抗干扰和抗噪声能力，在低分辨成像和局部条纹中仍然可以获得高精度测量结果（其它同类方法失效）。可以推广到任何球面干涉测量领域，测量对象可以是任何球面元器件（眼镜、光纤连接器、天文望远镜等），也可以用于折射率和波长测量领域，是一个应用面很广的基础技术。
北京理工大学
2022-08-17
在大面积单层二硒化铌晶体中观测到伊辛超导和量子格里菲思奇异性的共存
伊辛超导是指超导库珀对的自旋被有效的塞曼磁场固定住，由此表现出极强的的面内临界磁场（远超其泡利顺磁极限）。通过分子束外延法在双层石墨烯终止的6H-SiC(0001)衬底上成功制备出大面积（毫米以上）原子级平整的高质量单层过渡族金属硫化物NbSe2薄膜（仅0.6 nm厚），在此基础上对其覆盖非晶态Se保护层，进而对非原位的电输运物性展开了系统研究。研究发现：单层NbSe2薄膜表现出超过6 K的起始超导临界转变温度和高达2.40 K的零电阻温度，超过了早期机械剥离获得的单层NbSe2以及分子束外延生长的单层NbSe2的超导转变温度。同时，强磁场和极低温下的输运测量结果直接证实了平行特征临界场Bc//(T = 0)是顺磁极限场的5倍以上，符合Zeeman保护的伊辛超导机制（前期NbSe2薄片中的伊辛超导证据需要实验数据的理论拟合在更低温更高磁场下的外推）。此外，极低温垂直磁场下的电输运测量表明，单层NbSe2薄膜在接近绝对零度时的量子临界点表现出量子格里菲斯奇异性。
北京大学
2021-04-11
单畴超导块材Gd-Ba-Cu-O 的制备与其超导性能的研究
直径为25 mm的YBa2Cu3O7-δ(Y123)单畴超导块材在温度为77K时，捕捉磁场高达4 T；而在29 K时，捕捉磁场甚至达17 T，优越的性能促进了该类超导材料在电机、发电机、工业污水处理、医学核磁共振等方面的应用研究。
本课题以通过熔融织构方法生长高性能的单畴超导块材作为研究对象，选择合适的单相氧化物作为第二相生长GdBa2Cu3O7-δ超导块材。在制备的高质量系列样品的基础上，通过低温磁性测量分析临界电流密度随温度及掺杂量的变化曲线；分析微观结构，揭示第二相、缺陷等对超导性能影响的原因。以期找出提高超导块材性能的合理生长方法，对其微观机制给出尽量圆满的解释。这也为澄清与当前超导材料前沿课题紧密相关的一些基本问题的理解提供基础研究资料。
该项目已获国家自然基金项目立项支持。
上海电力大学
2021-04-29
磁通约束型超导限流开关
小试阶段/n短路电流过大已经成为制约现代电力系统发展的技术瓶颈之一。有效限制短路电流不仅可解决电力系统短路容量超标问题，而且还可能大大降低电网中各种电气设备如变压器、断路器等的设计容量标准。本成果基于超导线圈失超与电感解耦，可有效限制故障短路电流，采用超导材料提高线圈耦合度、降低稳态阻抗，且利于设备小型化。该成果适用于交直流电力系统，限流率可达到50%，响应时间在毫秒级，能灵活配合系统的重合闸，具有自稳定与自保护能力
华中科技大学
2021-01-12
无机量子点发光材料
准备了高效红、绿、蓝量子点和纳米材料，无机量子点材料在发光、显示、太阳能 电池、生物医学领域都有广泛的应用前景。如下图为蓝光量子点材料的图谱。 利用制备的 ZnO 纳米阵列首次得到了色纯度较高的有机复合/无机紫外 LED，实现了室温下 ZnO 纳米棒在 380nm 附近的电致发光。并利用所制备的 ZnO、TiO 量子点和纳米材料，实现在太阳能电池领域的应用，提高了有机太阳能电池的效率。
北京交通大学
2021-02-01
发光量子点材料
采用可聚合的甲基丙烯酸月桂酯为溶剂，以热注射法制备钙钛矿量子点，直接与低聚物和引发剂混合，通过紫外光聚合原位制备高质量的量子点-高分子复合薄膜。与经典的十八烯体系纯化后制备的量子点-高分子复合薄膜相比，甲基丙烯酸月桂酯体系制备的薄膜具有更优异的光学性能，绝对荧光量子产率超过90%，超过了传统镉基量子点薄膜。该课题组采用高绝对荧光量子产率的绿光发射的复合薄膜和红色发射荧光粉（KSF）作为液晶背光中蓝光发光二极管（LED）的下转换荧光材料所制备的原型显示器件，在国际照明委员会（CIE）1931颜色空间中的色域覆盖率为115%，超过传统的镉基量子点显示器件10%以上，同时还具有优异的低蓝光健康护眼的特性。此外，该显示器件具有很好的耐高温高湿和耐强光老化性能。这些为发光量子点材料在新一代广色域显示器件中的应用奠定了基础。
南京大学
2021-04-10
量子自动机研究
实现了基于线性光学系统的量子有限状态自动机的研究。该量子自动机使用3个空间状态，即可解决判定输入整数是否为某一质数P的整数倍的问题，而使用经典的自动机解决同样问题至少需要P个空间状态。该工作首次在实验上实现了量子自动机的运行并验证了其相比于经典自动机的空间资源高效性，在该领域具有开创性的作用。
中山大学
2021-04-13
无机量子点发光材料
准备了高效红、绿、蓝量子点和纳米材料，无机量子点材料在发光、显示、太阳能电池、生物医学领域都有广泛的应用前景。如下图为蓝光量子点材料的图谱。 纳米材料的透射电子显微镜图谱，其中右下角的插图分别为各自在紫外灯照射下的数码照片 利用制备的ZnO纳米阵列首次得到了色纯度较高的有机复合/无机紫外LED，实现了室温下ZnO纳米棒在380nm附近的电致发光。并利用所制备的ZnO、TiO量子点和纳米材料，实现在太阳能电池领域的应用，提高了有机太阳能电池的效率。
北京交通大学
2021-04-13
按需调控的量子光源
提出一种基于超构表面透镜双焦点辐射的量子点单光子源结构，该结构对位于双焦点上的量子点和其镜像的辐射光子能实现方向可控的准直出射，并能同时实现左右旋偏振态的按需调控。为提高光子的收集效率，在结构背部设置有一面反射镜，反射光子可以等效为量子点镜像发射的光子。实验制备该量子光源的最大挑战在于如何精确地把量子点和其镜像集成在超构表面透镜的双焦点上。王雪华教授团队通过发展超构表面制备技术和前期研究“三高”量子纠缠光子源【Nature Nanotechnology 14，586（2019）】所发展的定位精度达10纳米的荧光成像精确定位技术，实现了量子点和其镜像与超构表面透镜双焦点的精确重合，演示了到目前为此所报道的最小发散角（3.17度）的准直出射，并实现了左、右旋偏振态分离可调且偏振度达88%的按需调控单光子源。该研究工作提供了基于超构表面调控量子光源的新方案，为推进量子光源性能的按需调控和实用化向前迈出了非常重要的一步。
中山大学
2021-04-13
量子关联成像雷达
1. 痛点问题
激光雷达技术存在固有缺陷，造成安全隐患与高昂成本。激光雷达技术主要有以下三个缺点：
1）远距离探测会漏视目标，点云图观看舒适度极低。激光雷达使用点扫描方式探测距离，探测距离越远像点间隔越大，像点之间有漏视问题。激光雷达采用点扫描方式形成点云图，对人眼而言无法直接辨识目标；
2）激光信号易受干扰，造成严重安全隐患；不同激光雷达之间会产生干扰，因为光谱资源有限，这是无法克服的问题；
3）结构复杂、成本高，工业生产难度大。激光雷达使用多线激光提高扫描速度，对生产工艺要求极高。机械转动产生的磨损会直接影响激光雷达的寿命及电机控制的精度，需要定期调校和维护。
2. 解决方案
清华大学物理系的科研团队，经过八年的研究，业内首次实现了芯片级的量子关联成像系统，相关算法和硬件系统获得了国家发明专利。
量子关联成像技术能为智能设备安装“眼睛”，实现成像与3D测绘功能，核心专利是量子物理算法，以低成本实现高精度测绘与成像，有效弥补了激光雷达技术的重大应用缺陷，为获取高空间分辨率的3D测绘提供了全新的技术手段。
寻求有开发ASIC芯片、硅光芯片和电子器件产品经验的企业开展业务合作。
清华大学
2021-10-22