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量子金属态的证实
量子材料与量子相变是本世纪凝聚态物理与材料领域的研究热点。量子相变与传统的热力学相变不同,是在绝对零度下调节非热力学参量而发生的相变,相变点附近量子涨落而非热涨落起了重要作用。作为量子相变的经典范例,二维超导-绝缘体相变以及超导-金属相变研究获得了2015年美国凝聚态物理最高奖巴克利奖。在量子相变过程中,除超导基态和绝缘基态外,量子金属态是否存在于二维超导体系一直是理论与实验上争论的焦点(Rev. Mod. Phys.91, 11002 (2019))。根据安德森标度理论,由于量子干涉效应以及相位相干长度在零温下发散的特性,载流子在趋于绝对零度时会表现出局域化效应,因此理论上不存在二维量子金属基态。尽管实验上在各种二维电子体系发现了量子金属态的可能迹象,但受低临界温度的制约以及外界高频噪声的影响(Science Advances 5, 3826 (2019)),二维量子金属态的存在与否仍存在着巨大争议,是近三十年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。 最近,北京大学物理学院量子材料中心王健教授、博雅博士后刘易与合作者在高温超导纳米多孔薄膜中首次完全证实了量子金属态的存在。通过调节反应离子刻蚀的时间,研究团队在高温超导钇钡铜氧(YBCO)多孔薄膜中实现了超导-量子金属-绝缘体相变。量子金属态存在的直接证据是体系的电阻随着温度降低表现出饱和特性,在高温超导体YBCO薄膜中,该电阻饱和温度高达5K,这一温度相比于传统超导体系提高了1-2个数量级,大大提升了量子金属态的稳定性和实验结果的可信度。通过高频滤波器极低温对照实验表明,是否添加滤波器对体系的电阻在低温下的饱和规律没有明显的作用,有效地排除了外界高频噪声对实验的影响,为量子金属态的存在提供了可靠的实验证据。实验还揭示了量子金属态的霍尔电阻为零欧姆,意味着量子金属态具有与超导体类似的粒子空穴对称性(particle-hole symmetry)。 此外,实验表明量子金属态在低温下满足欧姆定律且具有巨磁阻效应,这些发现也与理论上对量子金属态的预期吻合。 研究团队通过系统的极低温电输运测试发现,超导,金属与绝缘这三个量子基态都有与库珀电子对相关的h/2e周期的超导量子磁通振荡,这表明量子金属态与传统金属不同,是玻色金属态,揭示了库珀对玻色子对量子金属态的形成起到了主导作用。(注:传统金属中导电是电子,也即费米子)实验发现,对于超导态的样品,量子振荡振幅随温度的降低迅速增加而发散; 对于绝缘态的样品,振幅随温度的降低先迅速增加然后在低温下衰减; 而对于量子金属态的样品,振幅随温度的降低先迅速增加然后在低温下饱和。进一步分析揭示出振荡振幅饱和对应于相位相干长度饱和,是量子金属形成的一种可能机制。有意思的是通过调控正常态电阻仅两个数量级,量子振荡振幅从超导态样品到最绝缘的样品变化了九个数量级,这意味着多孔高温超导体系具备很好的相位相干调控性。 该工作于2019年11月14日在线发表于学术期刊《Science》上。(DOI: 10.1126/science.aax5798;https://science.sciencemag.org/content/early/2019/11/13/science.aax5798)。北京大学王健教授、布朗大学James M. Valles Jr 教授、电子科技大学熊杰教授是本文的共同通讯作者,电子科技大学博士生杨超和北京大学博士后刘易为文章共同第一作者,北京大学为第一通讯作者单位。这一工作的主要合作者还包括布朗大学Jimmy Xu教授,北京大学林熙研究员,北京师范大学刘海文研究员,清华大学姚宏教授,电子科技大学李言荣院士等。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、低维物理国家重点实验室开放基金、北京市自然科学基金、北京市交叉科学与技术基金、博士后科学基金等支持。 二维高温超导体系中量子玻色金属态的证实是王健研究组与合作者继量子格里菲斯奇异性发现以来(Science 350, 509 (2015)); Nature Communications 10, 3633 (2019)),在二维超导量子相变领域的又一重要突破。该工作为国际上争论了三十多年的量子金属态的存在提供了有力的证据,并为研究量子金属态提供了新思路。该工作也得到了美国科学院院士斯坦福大学Steven A. Kivelson教授的高度评价,评论文章发表在Journal Club for Condensed Matter Physics(凝聚态物理期刊俱乐部)上。Kivelson教授指出:“这一工作对量子材料的理解具有基础性的重要意义”。图一, 钇钡铜氧(YBCO)纳米多孔薄膜中的超导-量子金属-绝缘体量子相变。(A)用多孔氧化铝(AAO)模板蚀刻法制备YBCO纳米多孔薄膜的工艺示意图。(B) YBCO纳米多孔薄膜扫描电镜(SEM)图像。(C) YBCO纳米多孔薄膜的几何结构示意图。(D)不同刻蚀时间下YBCO纳米多孔薄膜的电阻对温度的依赖关系。超导态(SC)、反常金属态(AM1)、过渡态(TS)和绝缘态(INS)四种典型薄膜的电阻温度曲线用黑色表示。图二,量子金属态证据。(A)量子金属态薄膜和超导薄膜的输运曲线。其中低温下电阻的饱和行为为量子金属态的特征。(B) 量子金属态薄膜极低温输运曲线。是否采用高频滤波器并不改变量子金属态饱和电阻的特征。插图: 量子金属态薄膜的I-V曲线,符合欧姆定律,亦为量子金属态的证据。(C)典型量子金属态薄膜的霍尔电阻和纵向电阻随温度的变化图。霍尔电阻(Rxy)在低温下趋于零,而纵向电阻不为零,表现出量子金属态的特征。插图: 量子金属态薄膜不同温度下的霍尔电阻(Rxy)。(D) 量子金属态薄膜的巨磁阻效应,与理论上对量子金属态的预期相符。图三,库柏对在量子相变过程中的相干性衍变 (A)超导态、(B) 量子金属态、(C)绝缘态的磁导振荡图。 (D) 不同温度下,所有YBCO薄膜的磁导振荡的振幅。对于量子金属态薄膜,磁导振荡的振幅随温度的降低在5 K左右而饱和。而超导态薄膜磁导振荡的振幅在低温下发散,绝缘态薄膜磁导振荡的振幅随着温度降低先增加后减小。(E) 通过相位相干的近似模型,计算得到量子金属态的相位相干长度在低温下饱和。揭示了量子金属形成的一种可能机制。
北京大学 2021-04-11
量子安全云智慧考务平台
本项目开发了一种量子保密通信保障信息传输安全条件下的量子安全云智慧考场作弊防控新技术,并成功地开发了量子安全云智慧侦测器屏蔽、量子安全侦测等终端产品, 所开发完成的量子安全云智慧考场技防平台,确保考试安全和公平公正”的明确指示,针对当前无线电作弊的现状和未来趋势,实施有效的考场电子防卫。该系统侦测范围涵盖当前已知的几乎所有无线电作弊设备(包括语音通信、字符通信以及手机/对讲机等),兼具实时侦测、作弊信号识别、作弊信号内容探测、作弊信号还原取证、对作弊信号实施阻断等多种能力。功能全面强大,易于部署,且能够接入考务综合管理平台,通过数据接口链接支持与巡查指挥等其他系统的互联互通和协同工作,是目前业内最先进最完整的高科技作弊防控解决方案。 
中国科学技术大学 2021-04-14
三维量子霍尔效应
超高的迁移率、超低载流子浓度,以及单个费米口袋特性是整个实验成功的关键所在。他们研究了多种高品质的ZrTe5晶体,该材料在2014年被中科院物理所翁红明、戴希和方忠等人预测可能具有非平庸的拓扑性。在低温和小磁场条件下,通过量子振荡输运测量和分析手段,可以重构出一个非常清晰的闭合费米面拓扑结构。这种封闭的三维费米面可以与准二维体系明确分开,在量子极限
南方科技大学 2021-04-14
柔性驱动机构、包含所述柔性驱动机构的柔性驱动机构组和柔性装置
本实用新型提供一种柔性驱动机构,包括驱动单元、力放大单元、控制单元和储能单元。驱动单元通过镶嵌有单向轴承的力放大单元放大输出力作用于储能单元。驱动单元通过不断往复运动将能量输入储能单元中,当储能单元中的弹性能达到所需的要求时,通过通信单元遥控控制单元将储能单元中储存的弹性能一次性释放出来,以实现步行、爬行、滚动、跳跃、突进多种功能以及功能之间的相互切换。本实用新型采用智能软材料作为驱动器,其机电转换效率高,能量密度大,噪音低。并且大部分的结构都可以使用柔性材料进行替代,抗破坏能力强;同时柔性驱动机构通过与不同外壳的组合可以同时实现步行、爬行、滚动、跳跃、突进多种功能,可以应用于机器人,玩具,能量收集等多方面。
浙江大学 2021-04-13
汽车盘式制动器制动抖动机理、影响因素与控制措施研究
本研究属汽车行业的总成与关键零部件技术领域的技术难题。项目在上海汇众汽车 制造有限公司企业资助下,针对盘式制动器开展制动抖动技术攻关,取得制动器振动应 用基础与工程实践核心技术成果。项目创新性成果主要包括: ① 建立了一套系统完整的,基于道路试验的盘式制动器制动抖动振源诊断、传递路径 识别、振动响应评价的工程方法与流程;建立了一套系统完整的,基于制动器测功 机的盘式制动器制动抖动台架再现试验方法,分析了制动盘厚薄差与端面跳动引起 制动转矩波动与制动压力波动的机理与贡献率。 ② 利用多刚体系统动力学理论建立了制动抖动传递路径动力学模型,分析了橡胶衬套 元件的隔振效果。 ③ 利用摩擦振动理论建立了制动器单点接触与多点接触制动器动力学模型,可预测制 动抖动现象。 ④ 建立了盘式制动器热机耦合分析有限元模型,分析了制动器热机耦合效应及其影响 因素。 ⑤ 首次建立所研究盘式制动器端面跳动与厚薄差加工与装配的工程控制标准,制动抖 动控制效果显著。 
同济大学 2021-04-13
标准化自动定量康复推拿治疗动物实验研究平台
【发 明 人】朱毅 ; 程洁 ; 朱更坚 ; 励建安 ; 徐斌 ; 金宏柱 ; 李怡【技术领域】本发明涉及的是一种标准化自动定量康复推拿治疗动物实验研究平台,适用于不同康复和推拿手法应用于动物实验的定量研究、量效关系、标准化研究。【摘要】 本发明涉及的是一种标准化自动定量康复推拿治疗动物实验研究平台,适用于不同康复和推拿手法应用于动物实验的定量研究、量效关系、标准化研究。包括固定支架、被测体固定台面、恒定压力机构、水平移动机构、垂直旋转机构和步进电机控制器;固定支架底部装有被测体固定台面,固定支架一侧装有步进电机控制器;水平移动机构由压力移动台、平移导杆、同步带一、同步轮一、同步轮二、步进电机一、限位传感器组成;垂直旋转机构由压力旋转台、花键轴、旋转曲杆柔压球或柔压轮、同步带二、同步轮三、同步轮四、步进电机二组成;所述的恒定压力机构由砝码盒、花键轴、压轮或柔压轮组成,砝码盒安装在花键轴上部,压轮或柔压轮安装在花键轴下端部。  
南京中医药大学 2021-04-13
我校王琴教授团队在人工智能与量子密码系统结合研究方向取得重要突破
我校量子信息技术研究所王琴教授团队在量子密码领域取得新突破,该团队首次提出将人工智能领域的长短期记忆神经网络(LSTM)应用到量子密码控制系统之中, 实现了对量子密码系统的主动反馈与控制, 在不引入任何额外硬件和辅助稳定设备的条件下,将系统传输效率提升接近百分之二十。该成果近期发表在美国物理学会权威学术期刊《PhysicalReview Applied》上。   量子密码作为量子信息技术领域发展最为成熟的技术,正逐渐从实验室阶段走向商用化,有望在未来大规模网络加密通信中发挥重要作用,因而得到学术界和工业界的广泛关注。自第一个BB84协议提出以来,量子密码无论是在理论上还是在实验上均取得了巨大进展。现有量子密码系统包括相位、偏振、时间-能量编码等编码方式,其中相位编码方式应用最为广泛。该类系统在运行过程中不可避免地存在相位漂移问题,因而需要不断对发送端和接收端的相位进行实时校准。目前主流系统通过采用扫描+传输的方法来解决。该方法虽然可以实现相位补偿,但会导致量子密码系统传输效率降低。针对该缺点,我校王琴教授团队首次提出将人工智能与量子密码控制系统相结合,利用LSTM网络主动预测系统相位漂移大小,进而实现主动反馈与控制;同时通过固定时间间隔对网络细胞状态进行更新,使量子密码系统始终保持稳定的高效率运行状态。该方法在不提高系统硬件复杂度的前提下大幅提升了量子密码系统传输效率。此外值得提出,该方法的适用范围不依赖于某种协议或编码方式,原则上同样适用于其他任意量子密码协议和任意编码系统,为未来开展大规模量子通信网络应用提供新的研究思路与应用方法。 该项工作的第一作者是我校通信与信息工程学院硕士研究生刘靖阳,量子信息技术研究所的王琴教授和江苏省图像处理与图像通信重点实验室的谢世朋副教授是该工作的共同通讯作者。该工作得到了安徽问天量子科技有限公司的技术支持。此项工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金以及江苏省研究生科研实践创新等项目的支持。
南京邮电大学 2021-04-26
TX系列尼桑V31发动机带自动变速器实训台
 本发动机实训台是本公司采用日产(国产红旗)发动机,为适应汽车教学需求而研制的,该实训台由电控发动机(八成新)、操作显示面板及发动机彩色原理图电脑控制柜、可移动式台架(万向脚轮)、汽油供给系统(脚踏式油门踏板)、冷却系统(自动电子风扇)、启动系统、发电系统、排放系统、发动机传感、器执行器、原车仪表、原车电脑、具有发动机运转及显示(水温.燃油.机油.充电.转速.车速)、真空显示表、燃油压力显示表、喷油器工作指示LED灯、自动变速器电磁阀工作指示LED灯、电压检测表(检测任意路传感器工作信号、工作电压)、故障设置区可设置32路故障(老师设置任一路线路故障)、故障排除区(学生通过各种仪器、仪表、或读取故障码)在面板上用专用排故线连接排除故障、故障分析、传感器信号模拟等多项功能。具结构紧凑、操作方便、安全可靠、教学直观、是汽车发动机实物教学不可缺少的实验室设备之一。 技术性能: 1、主要参数值: ●直列六缸24气门水冷电喷发动机           排量2.0L ●自动变速器                              电控4速 ●可移动台架(分体式+安全不锈钢防护拦)     1600×900×1800mm ●汽油箱容量                              10L ●润滑液容量                              4.5L ●自动变速器油                            7.5L ●蓄电池容量                              12V42AH ●冷却液容量                              12L ●设备重量(不含油液)                    350Kg
芜湖中方科教设备有限公司 2021-08-23
电动机串联装置
本实用新型提供一种电动机串联装置,包括电机支架、棘轮,电机,电机支架上设有若干电机安装 孔,电机安装在电机支架同一面上,棘轮的内圈安装在电机输出轴上、棘轮的外圈设有传动带槽,棘轮 之间和棘轮与负载之间用传动带连接。本实用新型可以把多个小电机的扭矩累加。由于使用了棘轮,即 使不同电机有微小的转速的差,也不会互相干涉
武汉大学 2021-04-14
慧星齿轮传动机构
本新技术成果为授权发明专利。项目创新性、先进性及主要技术指标等需要一台实物进行验证。
西南交通大学 2016-06-27
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