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在二维极限下的高温超导体中对零能束缚态的研究
通过超高真空分子束外延技术，在SrTiO3衬底上成功制备出宏观尺度的单原胞层（厚度小于1纳米）高温超导体FeSe与FeTe0.5Se0.5单晶薄膜，其超导转变温度大约在60 K左右，并通过原位扫描隧道显微镜和隧道谱技术对其中的超导配对机制进行了深入研究。 原位扫描隧道显微镜观测表明沉积的Fe原子处于薄膜上层的Te/Se原子间隙处。由于沉积密度极低，Fe原子以孤立吸附原子形式存在，且吸附位附近无近邻Fe原子团簇。系统的原位超高真空（~10-10 mbar）扫描隧道谱实验发现，对特定的吸附原子/单层FeSe（FeTe0.5Se0.5）耦合强度[数量占比约13% (15%)]，Fe吸附原子上可观测到尖锐的零能电导峰（图1）。该电导峰紧密分布在吸附原子附近，衰减长度~3 A，且远离吸附原子时不劈裂。变温实验表明，零能电导峰在远低于超导转变温度时即消失，可初步排除Kondo效应、常规杂质散射态等解释（图2A和图2B）。进一步的控制实验和分析显示，零能电导峰半高宽严格由温度和仪器展宽限制、在近邻双Fe原子情形不劈裂、服从马约拉纳标度方程，这些结果均与马约拉纳零能模的唯象学特征吻合（图2C-图2G）。对沉积于单层FeSe薄膜与FeTe0.5Se0.5薄膜上的Fe吸附原子，结果基本相同。相比于单层FeSe，统计结果表明单层FeTe0.5Se0.5上Fe吸附原子中观测到零能束缚态的几率更高且信号更强。波士顿学院汪自强教授和合作者曾在理论上提出，无外加磁场时，强自旋-轨道耦合s波超导体间隙磁杂质可产生量子反常磁通涡旋。理论上如果单层FeSe和FeTe0.5Se0.5由于空间反演对称破缺而具有较强的Rashba自旋-轨道耦合, Fe原子的磁矩局域破坏时间反演对称，可以使量子反常涡旋“承载”马约拉纳零能模。对单层FeSe和FeTe0.5Se0.5有些理论也预测存在拓扑非平庸相。在二维拓扑超导体中，马约拉纳零能模也会产生于Fe原子诱导的量子反常涡旋中的束缚态。因此，实验中观测到的零能电导峰可归因于Fe吸附原子引起的局域量子反常涡旋。更深入、具体的理解还有待于进一步的实验和理论探索。这一工作将探索马约拉纳零能模的超导材料从三维拓展到二维、从低温超导拓展到超过40 K超导转变温度的高温超导体系，同时无需外加磁场，观测到的零能束缚态原则上可操纵、“存活”温度明显提升。这些优势为未来实现可应用的拓扑量子比特提供了可能的方案。
北京大学
2021-04-11
餐厨和果蔬垃圾高效厌氧消化生产沼气技术
餐饮业每天要产生大量的餐厨垃圾，除一部分用于饲料外，其他很大部分被丢弃处理。此外，在市场上，水果和蔬菜在包装、运输和销售的过程中也产生了大量的果蔬垃圾，不但造成了浪费，同时也对环境造成污染。 北京化工大学开发了餐厨和果蔬垃圾高效厌氧消化生产沼气技术。生产沼气可用于发电、供热，或经提纯后制取车用燃料，也可加压罐装成沼气罐后，替代液化石油气气罐，作为家庭用燃气。因其价格低廉、制取简便、原材料易得，且为可循环利用资源，成为代替价格日益飞涨的石油和天然气的能源之一。技术指标：1、干物质消化率大于50%；2、产气率大于300m3／吨（干料）；3、反应器容积产气率大于1.0 m3／（m3·天）；4、沼气提纯后，甲烷含量大于95％，达到车用天然气的水平；5、沼渣达到有机肥料的相关标准，可作为生物有机肥料使用。 应用范围：1、城市生活垃圾处理厂；2、小区生活垃圾集中处理站；3、果蔬收集、集散地和加工场等。市场分析：北京市政府及部分地方政府已明文规定：“餐厨垃圾必须经过安全有效的处理，不能直接加工成畜禽饲料”。此外，果蔬收集、集散地和加工场也会产生大量的果蔬废弃物等。厌氧沼气技术可把这些有机垃圾转化成沼气、电力、车用燃料等，不但可以解决环境问题，还可以产生大量清洁能源和实现废弃物的高值利用。因其，本技术具有广阔的市场应用前景。效益分析：建设日产1万立方米的发酵系统，总投资大约在800万元左右，每年获经济效益500～600万元，同时社会效益显著。
北京化工大学
2021-02-01
低成本制备高效硅薄膜太阳电池关键技术研发
南开大学 1978 年在国内率先开展非晶硅材料及其电池的研究，该技术获得天津市技术发明二等奖。自“六五”至“九五”期间，连续 4个五年国家科技攻关计划，获科技部重点攻关和天津市科委的支持，经过 20 余年潜心研发，硅基薄膜太阳电池性能跻身世界先进行列。于 2003 实现非晶硅电池产业化。 2000 年始，在国内率先开展新一代硅薄膜电池的研究。2007 年，该成果实现技术转移生产。 2009 年，研制成功我国首套基于自主专利技术的、衬底面积0.79m2、线列式 5 室连续 VHF-PECVD 系统及相应中试生产线及其组件制造技术。成为国际上为数不多可开展大面积新一代硅基薄膜太阳 电池研究的单位。 2011 年，开发出年产能 2 兆瓦、具有自主知识产权的、我国首条年产能 2 兆瓦的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅叠层电池生产线及其组件生产技术。生产出的太阳电池组件效率达 9.59%，将新一代硅薄膜电池技术推向产业化。
南开大学
2021-02-01
低成本制备高效硅薄膜太阳电池关键技术研发
南开大学 1978 年在国内率先开展非晶硅材料及其电池的研究，该技术获得天津市技术发明二等奖。自“六五”至“九五”期间，连续 4 个五年国家科技攻关计划，获科技部重点攻关和天津市科委的支持， 经过 20 余年潜心研发，硅基薄膜太阳电池性能跻身世界先进行列。 于 2003 实现非晶硅电池产业化。 2000 年始，在国内率先开展新一代硅薄膜电池的研究。2007 年， 该成果实现技术转移生产。 2009 年，研制成功我国首套基于自主专利技术的、衬底面积 0.79m2、线列式 5 室连续 VHF-PECVD 系统及相应中试生产线及其 组件制造技术。成为国际上为数不多可开展大面积新一代硅基薄膜太 阳电池研究的单位。 2011 年，开发出年产能 2 兆瓦、具有自主知识产权的、我国首条 年产能 2 兆瓦的非晶硅/非晶硅锗/微晶硅叠层电池生产线及其组件生 产技术。生产出的太阳电池组件效率达 9.59%，将新一代硅薄膜电池 技术推向产业化。
南开大学
2021-04-11
一种宽光束、可调送粉角的高效半导体装置
本发明属于激光表面改性技术领域，公开了一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置，包括半导体激光器(1)、光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)、可调宽光带送粉头(3)、送粉器(6)、高速机床(5)、六轴联动机器人(4)及中央控制系统(9)，光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)用于将激光整形并聚焦成宽光带激光；可调宽光带送粉头(3)用于向待处理的大型轴型工件表面输送粉末及宽光带激光；工件直径大于1000mm，长度不低于10m。
华中科技大学
2021-04-10
危岩体高效治理及非接触式高精度变形监测研究
本项目实施过程中利用三维激光扫描仪对重庆市江津区四面山镇凤四路（K16+090-K16+100）段危岩体的变形进行监测，得到监测期内危岩体的位移变化规律，通过对海量点云图的数据处理，研究了该危岩体的失稳规律，从而提出了一种危岩体失稳预判模型，为准确预报危岩体坍塌事故提供了依据。与此同时，利用激光测距技术及自主研制的岩体倾角测试系统对危岩体的变形位移近一步进行了监测，所得结果印证了三维激光扫描仪所得数据的准确性。在获得危岩体变形统计参数的基础上，考虑到现场实际情况及理论研究的严谨性，对危岩体所在区域的水系分布状况进行了钻孔探测，同时利用现场原位测试系统结合室内三轴试验，得到了危岩体所在区域各岩性岩体的物理力学参数，在获得原岩应力分布状况后，于室内开展了危岩体的锚固治理效果数值模拟研究，通过研究确定了锚固治理的最佳方案，并于现场进行施工。最后，利用RSMZ4FD智能动测仪对锚固治理效果进行了检测，同时通过提出的迷糊评价方法对治理后的危岩体稳定性进行了整体性评价，结果表明，本次危岩体治理效果理想。
重庆大学
2021-04-10
一种针对时变结构的瞬态能量响应高效预示方法
本发明提供了一种针对时变结构的瞬态能量响应高效预示方法，基于时变结构的能量密度控制方程，结合时变结构各子系统在不同频带内的时变内损耗因子和子系统间的时变耦合损耗因子，建立时变结构各子系统的瞬态能量控制方程，给定初始边界参数，采用四阶?五阶Ｒｕｎｇｅ?Ｋｕｔｔａ算法计算得到时变结构各子系统的瞬态能量响应。本发明发现了能量密度控制方程中内损耗因子引起的功率流动项，对空间体积积分后建立了时变结构各子系统的能量控制方程，从而将能量分析方法推广到了时变结构的动力学响应分析，拓展了目前能量分析方法的研究范围。同时，相比于传统的离散化方法，本发明采用能量的方法建立结构各子系统的能量控制方程，显著提高了计算分析的效率。
东南大学
2021-04-11
面向知识图谱应用的高效图数据库系统gStore
近年来图数据受到越来越多的关注，在海量图数据中进行快速的复杂查询是所有图数据库系统面临的直接问题。本系统首创提出了将复杂条件查询转换成在大图中进行子图匹配的解决方法，该方法抛弃了传统利用关系数据库技术作为底层支持RDF数据的存储和管理，利用基于结构感知的索引和查询优化策略，极大地提高了在海量RDF知识图谱数据和复杂查询环境下的性能和系统可扩展性。 本系统支持W3C提出的RDF文件标准和SPARQL语法标准，提供C++、Java、Python、PHP等API接口，单机版本支持50亿条边秒级响应，分布式版本设计了基于查询日志的分布式图数据划分策略，具有非常好的可扩展性。
北京大学
2021-02-01
吴隽：高校数字基础设施建设需要“安全可靠、经济高效”
中国电信作为建设网络强国和数字中国、维护网信安全和教育信息化建设的国家队、主力军，在教育部的指导和支持下，在各方的协同和帮助下，举全集团之力，全面助力我国教育信息化事业发展，在协同创新、产教融合、人才培养、科教创新等方向始终以高度的责任感支撑高校数字化转型。下面我给大家汇报一下中国电信在高校数字化转型中的探索与实践。
中国高等教育学会
2023-01-10
在高效钙钛矿太阳能电池研究方面的进展
以传统两步法为基础，设计提出了钙钛矿籽晶诱导生长的两步旋涂法，通过在碘化铅薄膜中引入含铯钙钛矿籽晶，使籽晶提供后续钙钛矿生长的成核位点，引导高质量薄膜生长，解决两步法中无机阳离子的有效掺杂问题。通过籽晶诱导，可实现对成核和晶粒大小的精确调控，有效掺入无机Cs离子，器件的能量转化效率提升至21.7%，同时，器件在AM1.5G太阳光下持续工作140小时后，仍然保持超过60%的初始效率，远优于传统两步法数小时的稳定性。图1. a) 籽晶法制备钙钛矿薄膜过程示意图。 b) 光致发光显微原位探测籽晶法中钙钛矿实时生长过程。 进一步的，赵清教授课题组设计了氯化铯增强碘化铅前驱液两步法，在进一步提高钙钛矿薄膜中碱金属离子含量的同时，减缓钙钛矿的成核、生长过程，获得了具有更大晶粒、更低缺陷态密度的钙钛矿多晶薄膜。基于此制备得到的平面正式钙钛矿薄膜太阳能电池器件具有更高的能量转化效率22.1%、器件的长时间工作稳定性也得到了提高，在AM1.5G太阳光下工作70小时后，依然能够保持90%的初始效率。在两步法制备钙钛矿薄膜与太阳能电池器件方面，对碱金属离子的均匀高效掺入、器件性能的提高等问题提供了新的思路。
北京大学
2021-04-11