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关于单层FeSe/SrTiO3高温超导机理的研究系列进展
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。
北京大学 2021-04-11
大型乙烯生产装置高温裂解炉结焦抑制技术及应用
我国乙烯装置的平均综合能耗比国际先进水平高出27%。裂解炉是乙烯生产的核心设备,其能耗占到整个乙烯装置能耗的50-60%。裂解反应炉管的结焦导致装置能耗增大、乙烯产量下降、炉管寿命大大缩短。本项目在上海市科委、市教委等科研项目的支持下,实现了大型乙烯裂解炉高温裂解结焦抑制技术的工业化应用及推广,填补了国内空白,整体技术水平达到国际先进。 项目创新性地提出了采用陶瓷梯度涂层来抑制裂解炉管内壁结焦、渗碳、氧化的新技术。发明了内表面带有特殊陶瓷层及复合氧化物纳米薄膜扩散障的裂解反应炉管制造技术,开发了工业化成套制造设备及陶瓷复合炉管的焊接技术。发明了可在裂解炉使用现场重复实施的抑制结焦在线预膜技术。自主设计、搭建了国内最大规模的高温裂解结焦抑制技术中试放大及抑制结焦效果评价系统。开发了适合在大型裂解炉高速紊流、管内复杂表面状态下在线制备陶瓷复合预膜层的工艺。优化了结焦抑制剂的添加工艺。实现了上述高温裂解结焦抑制技术的工业化应用及推广。 结焦抑制技术在大型乙烯裂解炉上的成功应用,解决了制约乙烯生产的瓶颈问题,实现了乙烯装置的长周期、高效、安全可靠运行,且可大幅度提升我国乙烯生产的技术水平。可推广应用于所有新建和在役乙烯装置、催化、焦化等石化装置、煤制油等煤化工装置等。 近 年累计为企业创造经济效益约6亿元。
华东理工大学 2021-02-01
超级稻新进展:耐高温 超高产 高抗病
8月18日,记者从湖南长沙浏阳经开区获悉,我国耐高温超级稻研究获新进展:由园区湖南袁创超级稻技术有限公司自主创新,分别以两系法、三系法研发并通过国家审定的耐热超级稻品种吨两优818和万丰优818,日前在河南省信阳市固始县开展了农户粗放管理示范田种植现场观摩会,湖南杂交水稻研究中心栽培室主任李建武表示,预计大面积平均亩产有望突破800公斤。
科技日报 2023-08-21
一种钢管混凝土柱高温下加载实验测试装置
本实用新型公开了一种钢管混凝土柱高温下加载实验测试装置,涉及钢管混凝土柱抗火试验技术领域,包括压力千斤顶、压力传感器、反力架、激光测距仪和温度传感器等,所述反力架安装在地面上,若干压力千斤顶安装在反力架上,压力千斤顶的前端安装有压力传感器和钨钢连接杆;通过激光测距仪在火灾实验炉外来测试试验钢管混凝土柱的变形位移值,有效的避免了该加载测试装置直接受高温的影响,利用测得的位移值,可以方便地计算高温下钢管混凝土柱破坏时的应力值。
安徽建筑大学 2021-01-12
自由式高温受压构件承载试验喷水冷却系统
本发明涉及一种自由式高温受压构件承载试验喷水冷却系统,包括设置在受压构件周围的金属支架,金属支架上设置有下紧固圆环,受压构件设置在下紧固圆环中心位置处,下紧固圆环的环面水平且间隔设置有多个自由摇臂组件,自由摇臂组件的悬伸端设置有冷却水喷嘴,冷却水喷嘴的喷水头与受压构件之间的间距可调,冷却水喷嘴的指向下紧固圆环的环面中心且斜向向上,本发明既可以用于冷却高温圆柱形受压构件,也可以用于冷却高温方形受压构件,冷却水沿垂直壁面分布均匀,冷却效果较好;利用自由摇臂组件来控制冷却水喷嘴与受压构件之间的相对位置,操
安徽建筑大学 2021-01-12
基于绝热燃烧条件的生物质微米燃料高温清洁燃烧方法
本发明公开了一种基于绝热燃烧条件的生物质微米燃料高温清洁燃烧方法,包括:(a)将生物质微米燃料以全密封的形式予以灌装装卸和运输,并管路输送至工业窑炉;(b)将生物质微米燃料与空气进行预混以形成粉尘云的流态形式;(c)将预混后的流态粉尘云向经由燃料喷管喷入设置在窑炉中的绝热燃烧室,由此在此相对封闭的储热空间将能量密度相对低的生物质燃料的能量聚积在其中,并执行超高温燃烧;(d)在燃烧过程中,向绝热燃烧室补水蒸汽。通过本发明,能够获得高达 1500℃以上的燃烧温度,满足多种工业或民用窑炉的加热要求,同时与
华中科技大学 2021-04-14
一种内部开合式高温电热炉及加热方法
本发明公开了一种内部开合式高温电热炉及加热方法,包括由耐高温材料制成的炉体和炉膛,炉膛 内设有测量温度的热电偶,炉体内壁上设有用于加热的电阻丝,炉膛内设有将其分成蓄热炉膛和试验炉 膛可以开合的空腔叶片,空腔叶片包括转轴和叶片,所述叶片可以绕转轴转动以实现空腔叶片的开合, 
武汉大学 2021-04-14
航空航天用新型高强高温钛基复合材料
网状结构钛基复合材料密度(4.5 g/cm3)与传统钛合金相当,是在高温钛合金的基础上,通过粉末冶金与增强相分布调控技术,在钛合金晶粒周围定向引入增强相,有效抑制晶界高温弱化效果、并进一步提高了室温强化效果、均匀等轴的网状组织以及大尺寸基体区的存在有效提高了塑韧性,体现出超耐高温与高强韧一体化的特性。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 网状结构钛基复合材料密度(4.5 g/cm3)与传统钛合金相当,是在高温钛合金的基础上,通过粉末冶金与增强相分布调控技术,在钛合金晶粒周围定向引入增强相,有效抑制晶界高温弱化效果、并进一步提高了室温强化效果、均匀等轴的网状组织以及大尺寸基体区的存在有效提高了塑韧性,体现出超耐高温与高强韧一体化的特性。使用温度较基体钛合金提高200 ℃,达到600-800 ℃。某高温条件下,较基体钛合金稳态蠕变速率降低2-3个数量级、相同持久时间下,持久应力提高3倍多、相同应力下,持久时间提高57倍,显示非常优异的高温性能。且具有优异的焊接性能、塑性与成形性能,成为高速飞行器耐热部件的理想结构材料,替代高温合金可减重45%左右,如设计的钛基复合材料气动格栅单件可实现减重5800 g,具有重要经济与社会价值。可彻底解决高速飞行器轻质耐热结构件无合适材料可选的瓶颈问题,填补了其它领域无可用的轻质、耐热、高强韧、可加工、可焊接材料空白,处于世界领先水平。
哈尔滨工业大学 2022-08-12
一种高温超导磁体非线性分析的建模方法
本发明提供了一种高温超导磁体非线性分析建模方法,根据磁 体实际模型,建立电磁热耦合分析的 PDE 模型,并根据 PDE 模型求 解结果计算动态电感、电阻等效参数,并获取超导磁体临界电流、最 大温升等关键参量;根据电感、电阻参数与磁体两端压降的数学关系, 利用受控电流源来等效磁体模型,在仿真中任意时刻,磁体的等效电 感、等效电阻及关键参量均与磁体当前状态相关,充分考虑了超导磁 体的非线性 E-J 特性。本发明可以体现系统控制模块与超导磁体的相 互影响,进而分析控制算法对超导磁体响应特性的影响。与传统将
华中科技大学 2021-04-14
氟碳(聚四氟乙烯等)塑料高温胶
产品详细介绍   名称 托马斯氟碳(聚四氟乙烯等)塑料高温胶(THO4096) 概述 本品系杂环体系改性胶粘剂,单组份,加热固化型,固化后表面平整、无气泡。快速固化,粘接强度高,流动性好,操作简单。 适用 范围 适合于聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯(TFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、氯化氟乙烯(CTFE)、乙烯-氯代三氟乙烯共聚物(E-CTFE)、二氟乙烯(PVF2)、聚氟乙烯(PVF)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等与金属、合金的自粘与互粘后在室外以及潮湿或水下工作的环境等工艺。 性   能   特   点 ·外观:单组透明或者多色粘稠液体。(颜色、黏度可调) ·固化速度快,90℃,3分钟浸胶,120℃加热,2分钟完全固化。 ·粘接强度高,韧性好、抗冲击、耐久性好。 ·耐热性、耐大气性、超低收缩率。 ·耐温性能好,适应温度范围广,粘接后在较高的温度下仍有较好的粘接效果。 ·胶水黏度适中、无气泡、流平性能良好,固化后表面光洁度良好。 ·粘接表面无需严格处理,使用方便。 ·耐介质性能优良,耐油、水、酸、煤油、碱、辐射等。 ·安全及毒性特征:有极轻微异味,无吸入危险,实际无毒。产品达到ROHS标准指令。 ·贮存稳定性较好,贮存期为6月。 主要技术性能指标如下:耐温范围:-50-+400℃(黑灰色) 100℃,RH100% ,1000h后取出测试值:耐电压20-24kV/mm 25℃不均匀拉伸强度:50Nq/cm 90°拉伸强度45N/cm 180°拉伸强度42N/cm   硬度 shore D 80 使用 方法 1、将被粘物放到公司特配置的塑料处理剂A中浸泡5分钟,然后取出,以冷水冲洗,再以蒸馏水清洗干净,暖空气烘干。再将金属材质表面以180—240目砂纸正反时针打磨20次,最后再将特配置的处理剂B在两个被粘接材质表面反复擦拭10次即可。处理好的材料需及时使用。 2、将胶水薄且均匀地喷于被粘结表面,然后贴合并稍加外力协助被粘接材质不移动并排除气泡,静置。以90℃3分钟浸胶,120℃加热,2分钟完全固化。  注意  事项 1、操作环境注意通风。 2、胶液如触及皮肤,可及时用肥皂水冲洗。 3、未用完的胶应盖好,置于阴凉通风处。 该版权属于成都托马斯科技2005-2010所有
成都托马斯科技有限公司 2021-08-23
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