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关于“外尔半金属TaAs的不饱和量子磁性”的研究
北京大学物理学院的贾爽研究员和中科院强磁场科学中心的张警蕾研究员、南方科技大学的卢海舟教授等组成的研究团队对外尔半金属材料TaAs等在强磁场下的磁性质进行了深入研究。利用磁扭矩探测和平行磁化率探测技术，他们发现当外尔电子在强磁场下进入量子极限时，其横向和纵向磁化率都表现出强烈的不饱和性。这一强磁场下的不饱和磁性与非相对论型的拓扑平庸电子呈现的饱和磁性截然相反，是相对论型的电子所独具的指针性属性。 由于各种拓扑电子材料的能带对于包括自旋轨道耦合以及化学势在内的各种参数高度敏感，决定电子拓扑性质的能量尺度可能小至毫电子伏特量级，因此通常的谱学测量如角分辨光电子谱等往往无法分辨能带的细节。而普通的电输运测量只能表征费米面的贝里曲率，无法区分相对论型的电子能带是否存在能隙。这项对于拓扑电子材料的磁性研究，结合了理论计算与强磁场下的实验表征，提出了探测相对论型的电子的一种决定性指针。该工作已在《自然•通讯》上发表 Nature Communications 10, 1028 (2019).Magnetic responses of the non-relativistic and relativistic fermions a, b, c, d: The energy bands of non-relativistic (parabolic-band) fermions; g, i, h, j: The energy bands of -relativistic fermions; e, f: Calculated parallel magnetization (M||) and effective transverse magnetization (MT) of non-relativistic fermions are saturated in strong magnetic field. k, l: Non-saturated M of relativistic fermions. 此项工作的通讯作者为贾爽研究员，中科院强磁场科学中心的张警蕾研究员和南方科技大学的卢海舟教授；第一作者为量子材料中心博士生张成龙和南方科技大学的王春明教授。同时，这项研究受到国家自然科学基金（No. U1832214, No.11774007）国家重点研究计划（2018YFA0305601）以及中科院先导研究计划（XDB28000000）等的支持。
北京大学
2021-04-11
荧光碳量子点/二氧化硅微球的研发
荧光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）负载抗体等生物大分子针对病毒、细菌和疾病体外检测试剂盒。
技术指标（创新要点等）：
1、使用性能优越的碳量子点取代稳定性差、荧光量子产率低的有机荧光染料和毒性大的无机半导体量子点；
2、通过调节碳量子点的合成原料，使得碳量子点偶联锚定在二氧化硅微球上，且不会引起碳点的荧光猝灭从而有利于连接抗体或生物大分子等，产品具有快速、灵敏度和特异性高等优势。
安徽大学
2021-05-09
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
一种高发光效率的量子点白光 LED 及其制备方法
本发明属于量子点 LED 封装领域，具体涉及一种高发光效率的量子点白光 LED，其中，LED 芯片固定设置在基板表面，量子点硅纳米球附着在 LED 芯片表面，荧光粉胶将量子点硅纳米球和 LED 芯片完全包裹住，所透光壳体直接安装在基板上或通过一模塑料固定在基板上方，并将荧光粉胶、LED 芯片和量子点硅纳米球密封在内，透光壳体内的空隙处填充有封装胶。本发明还公开了一种高发光效率的量子点白光 LED 的制备方法。本发明的量子点 LED 能够显著提高白光LED 的发光效率，在生产中能够更加便捷地控制量子点与荧光粉各自的发光光谱，从而得到所需的理想型发光，且可显著减少量子点的用量，节约生产成本。
华中科技大学
2021-04-13
中国科大实现基于简并腔中涡旋光子的拓扑量子模拟
郭光灿院士团队在基于人工合成维度的量子模拟方面取得重要实验进展。该团队李传锋、许金时、韩永建等人将携带不同轨道角动量的光子（又称为涡旋光子）束缚在简并光学谐振腔内，通过引入光子的自旋轨道耦合人工合成了一维的拓扑晶格，为拓扑量子模拟开创了一种新的方法。
中国科学技术大学
2022-06-02
揭示了量子三体过程中的范德华作用普遍性
通过实验测量和从理论上分析三原子重组在543.3 高斯附近的6Li-6Li的窄波磁Feshbach共振，表明在有限的温度下，三体重组主要由间接过程支配并在阈值以上的kBT内存在窄共振峰。实验数据强有力的显示连续的成对过程遵循一个普适行为并由范德华力决定。论文给出了三体重组速率常数描述的解析公式和对温度的依赖性，其中三体重组通过连续的成对相互作用进行。基础物理图像不仅适用于窄s波共振，还适用于非零分波的共振，不仅适用于超低温，而且适用于更高的温度。 这个实验结果验证了量子三体在范德华势作用下普遍的行为，发现该普遍行为远远超出零温度范围，从而揭示出双体的量子缺陷理论可以通过多尺度方法进一步扩展到非零温度范围。这种广义的三体作用的范德瓦尔普遍行与通用状态方程的定义瓦尔斯长度尺度有密切联系。通过将量子普遍行为区域扩展到零以外温度和s波共振，纯理论模型通过超冷原子物理实验与真实的少体系统和真实化学反应建立了紧密联系，迈出了量子三体物理研究的关键一步。
中山大学
2021-04-13
位移等分测量定位系列新技术
本技术从原理上区别于传统的位移(包括线位移和角位移)测量，它是利用多个小范围高精度传感器进行大范围位移测量，而其大范围位移测量的精度仅取决于小范围高精度传感器的精度，即本技术是将小范围测量的高精度沿展至整个大范围位移测量，从而使位移测量系统的相对测量精度得以极大地提高（例如：小范围r的测量误差为△r，其相对测量误差为△r/r，若测量范围为L，其中L可是r的数倍，数十倍，甚至上千倍， 应用本技术，则大范围L的测量误差仍为△r，甚至更小，其相对误差减小至△r/L）。 与光栅、磁栅、感应同步器等位移测量技术的比较 无论是光栅，磁栅，还是感应同步器位移测量装置，其测量精度的提高主要取决于它的感测目标（光栅和磁栅的的各个栅线，感应同步器的绕组）的均匀分布位置精度（各个栅线及各绕组在测量范围全程的间距均布精度）的提高。而在较大的测量范围内实现感测目标高均布位置精度的难度较大，往往造成成本很高，对环境要求也十分苛刻，甚至无法实现。本技术由于测量原理上的不同，并不要求感测目标的均匀分布，因此，其位移测量精度不受此限制，仅与所用传感器本身的精度有关。 本技术附有的几大优点： 低成本高精度、测量范围大。 用于本技术的传感器可为现有的线位移或角位移传感器产品，因此传感器的选择范围非常广泛，且因传感技术的成熟而使本技术具有良好的稳定性。 本技术利用传感器进行位移测量，影响传感器精度的因素主要有温度等，但本技术的测量精度只与传感器在测量时间内受温度等因素的影响有关，而测量时间一般较短，温度等因素的影响则可忽略不计，因而就本技术而言，温度等因素对测量的影响微乎其微。 本技术无零漂问题。因为传感器所在的任何位置均可作为本技术测量装置的起始零点，对传感器而言没有回零问题，故测量装置无零漂问题 。 本技术无任何理论上的误差，因而其测量精度可随传感器精度地提高而不断 地提高。 本技术可进行静态或动态测量；接触或非接触测量；等分及连续测量。
北京科技大学
2021-04-11
铁路导轨磨耗测量轨廓仪
铁路导轨轮廓测量仪用于铁路导轨轮廓测量。由于火车轮子和导轨的高速摩擦，铁路导轨会受到磨损，当磨损达到一定的程度时，会使火车运行稳定性变差甚至危及火车运行安全。因此铁路维护中一项重要任务是测量铁路导轨的磨损情况，以便及时更换磨损严重的导轨。本设备的任务是自动测量导轨磨损程度。 本设备采用激光锁定成像专利技术，使用机器视觉和线结构激光，测量导轨轮廓，并和理论轮廓线进行比较，获得磨损情况的定量数据。根据铁道部标准，对磨耗进行分类，设备测量的精度≤±0.1mm，每秒钟可测量25组磨耗数据，设备可对测量地点进行定位，以便回溯数据所对应的铁路地理位置。设备一次充电测量时间12小时，满足大于一个工作日要求。 和国外技术比较，本设备的独特优点是不怕强光干扰，可在太阳光日照射下野外正常测量。同时本设备具有自动测量的所有优点，例如自动生成测量报告、数据统计、长时间数据存贮等。本设备具有两项发明专利权。一项已获得专利权，一项已经申报发明专利。 本设备有大量用户需求，每个工务段需1台（每个工务段大约负责30~50公里铁路维护），高铁尤其需要。也可以用于城市地铁导轨测量。本设备外形是手推车，但所使用的技术很容易扩展到轨检车、火车等设备上。本技术国内独家。本设备已有国家铁总等国内销售代理。寻求投资入股，寻求国内外市场开拓。
电子科技大学
2021-04-10
铁路导轨磨耗测量轨廓仪
铁路导轨轮廓测量仪用于铁路导轨轮廓测量。由于火车轮子和导轨的高速摩擦，铁路导轨会受到磨损，当磨损达到一定的程度时，会使火车运行稳定性变差甚至危及火车运行安全。因此铁路维护中一项重要任务是测量铁路导轨的磨损情况，以便及时更换磨损严重的导轨。本设备的任务是自动测量导轨磨损程度。
电子科技大学
2021-04-10