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对于铁基超导材料Sr1-xNaxFe2As2超导机制的研究
当今凝聚态物理研究中最重要的问题之一是揭示磁性材料中的高温超导机制。带有自旋的电子常被认为是局域在磁性离子实周围的,而形成电流的电子则被视为在晶格中巡游。但事实上这两者均为同一粒子。因此,这对立的两面如何共同协助超导形成,是一个非常有趣的问题。这种“非常规”的机制与铜基超导体、铁基超导体以及重费米子超导体都密切相关。 在具有多个电子轨道的体系,例如铁基超导材料中,电子自旋和轨道自由度的相互作用使得这个问题更为复杂。李源研究员与合作者之前的研究报道已经揭示了自旋-轨道耦合对材料的磁性性质有非常重要的影响。他们的实验同时还表明铁基超导材料中的磁性具有巡游与局域的双重特性。这并不是一个完全意外的结果,因为已有的一些理论研究也说明铁基超导体可以被所谓“洪德金属”的模型描述。不过自旋-轨道耦合以怎样的方式影响铁基材料中的超导机理,依然是一个未知的问题。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 现在,李源研究组及合作者采用基于飞行时间原理的中子散射谱学技术,发现在一种铁基超导材料中,有一类特定的磁激发对超导的形成至关重要,其作用机理与材料中的自旋-轨道耦合效应密切相关。这项工作于2019年1月4日发表在《物理评论快报》上。 这项研究针对的是近年来发现的空穴掺杂的“122”体系铁基超导材料中新奇四重对称性磁相。在传统的二重对称性磁相中,电子自旋指向在晶体的ab面内,而在这种新发现的磁相中电子的自旋指向沿晶体的c方向。有这种四重对称性磁相的晶体中超导温度也被压制。该项研究旨在探索超导的压制与四方磁相中探测到的谱学特征的联系。基于这一目的,研究组瞄准了Sr1-xNaxFe2As2这一种有鲁棒性的四方磁相,且较易制备大单晶的铁基超导材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 实验发现,在材料发生从二重对称性(图1a, T = 80 K)转化为四重对称性(图1b, T = 20 K)的相变后,低能的自旋激发发生了显著的变化。根据中子散射截面与散射几何的关系,在L = 1处测量到的信号中c方向的磁激发有更大的比重,而在L = 3处则可探测到更多的ab面内的磁激发。图1d显示,当温度从80 K降到20 K后,由于自旋的方向发生偏转到了c方向,在低能激发中将难以沿c方向时自旋的长短发生改变,因此低能磁激发中c方向的自旋激发被抑制。实验还发现了重要的一点:超导相(图1c, T = 6 K)的自旋激发相对非超导相的自旋激发有轻微的改变,这说明材料超导与的磁性质相关联。进一步的分析(图2)发现,这种改变主要发生在L = 1的位置,这说明在四重对称性磁相中,尽管c方向的磁激发被抑制,但它们仍然是与超导关系最密切的磁激发。这项结果揭示了在多轨道序洪德金属中实现高温超导的一个“兼容性”要求:局域的磁矩必须能够为巡游电子提供后者在实现超导配对过程中所需的磁激发。由于在四重对称性磁相中,该要求恰好不被满足,所以超导温度被抑制。 量子材料科学中心博士研究生郭见青和岳莉为该项工作的共同第一作者。相关的中子散射实验是由日本的MLF, J-Parc用户实验项目支持完成的。这项工作由量子材料科学中心李源研究组和张焱研究组合作完成。研究课题得到了中国自然科学基金委和科技部项目的资助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).
北京大学 2021-04-11
对于铁基超导材料Sr1-xNaxFe2As2超导机制的研究
在具有多个电子轨道的体系,例如铁基超导材料中,电子自旋和轨道自由度的相互作用使得这个问题更为复杂。李源研究员与合作者之前的研究报道已经揭示了自旋-轨道耦合对材料的磁性性质有非常重要的影响。他们的实验同时还表明铁基超导材料中的磁性具有巡游与局域的双重特性。这并不是一个完全意外的结果,因为已有的一些理论研究也说明铁基超导体可以被所谓“洪德金属”的模型描述。不过自旋-轨道耦合以怎样的方式影响铁基材料中的超导机理,依然是一个未知的问题。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 现在,李源研究组及合作者采用基于飞行时间原理的中子散射谱学技术,发现在一种铁基超导材料中,有一类特定的磁激发对超导的形成至关重要,其作用机理与材料中的自旋-轨道耦合效应密切相关。这项工作于2019年1月4日发表在《物理评论快报》上。 这项研究针对的是近年来发现的空穴掺杂的“122”体系铁基超导材料中新奇四重对称性磁相。在传统的二重对称性磁相中,电子自旋指向在晶体的ab面内,而在这种新发现的磁相中电子的自旋指向沿晶体的c方向。有这种四重对称性磁相的晶体中超导温度也被压制。该项研究旨在探索超导的压制与四方磁相中探测到的谱学特征的联系。基于这一目的,研究组瞄准了Sr1-xNaxFe2As2这一种有鲁棒性的四方磁相,且较易制备大单晶的铁基超导材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 实验发现,在材料发生从二重对称性(图1a, T = 80 K)转化为四重对称性(图1b, T = 20 K)的相变后,低能的自旋激发发生了显著的变化。根据中子散射截面与散射几何的关系,在L = 1处测量到的信号中c方向的磁激发有更大的比重,而在L = 3处则可探测到更多的ab面内的磁激发。图1d显示,当温度从80 K降到20 K后,由于自旋的方向发生偏转到了c方向,在低能激发中将难以沿c方向时自旋的长短发生改变,因此低能磁激发中c方向的自旋激发被抑制。实验还发现了重要的一点:超导相(图1c, T = 6 K)的自旋激发相对非超导相的自旋激发有轻微的改变,这说明材料超导与的磁性质相关联。进一步的分析(图2)发现,这种改变主要发生在L = 1的位置,这说明在四重对称性磁相中,尽管c方向的磁激发被抑制,但它们仍然是与超导关系最密切的磁激发。这项结果揭示了在多轨道序洪德金属中实现高温超导的一个“兼容性”要求:局域的磁矩必须能够为巡游电子提供后者在实现超导配对过程中所需的磁激发。由于在四重对称性磁相中,该要求恰好不被满足,所以超导温度被抑制。
北京大学 2021-04-11
B2C环境下的用户行为挖掘软件(B2CMiner)
在一个 B2C电子商务网站中,通常都会产生大量的数据,如用户资料,用户行为信息,用户消费信息,以及其他的一些日志信息等。如何利用这些数据增进对运营和业务情况的了解,帮助我们在运营管理及营销策略等方面做出及时、正确的判断,并且提供有效的决策支持—这就是B2CMiner 的核心课题。 与同类技术产品相比,B2CMiner具有如下的特点和优势: 强大的数据挖掘引擎实现了高效的关联规则分析、分类、和聚类算法,并且为 B2C电子商务应用进行了量体裁衣地优化和改进。 多种数据源处理能力可以处理关系数据库数据源, XML 数据源,文本(日志)文件数据源。 跨平台,部署灵活软件可以运行在 Windows ,Unix 和 Linux 上;而且 B2Cminer 和 web 应用程序耦合度小,灵活部署。无论是在网站运营前还是运营中都可以方便地使用。 主要应用范围: 电子商务网站,电子政务网站。 市场应用前景: 提高电子商务网站营业额5%-10%;提高电子政务网站。
北京交通大学 2021-04-13
碳气凝胶在海水淡化方面的应用
碳气凝胶因在同类气凝胶材料中具有良好的导电性(5~40s/cm),以及高比表面积 而使其成为一种新型的理想电极材料.目前国外的研究集中在将碳气凝胶应用于超级电 容器(双电层电容器)电极、气体扩散电极,燃料电化学电池的电极、可充电电池电极 等,同济大学在这方面的研究工作也已开展了近十年,取得了一定的成果。 研究的目标是用碳气凝胶作电极,试制海水淡化原理型装置,进行各项参数的优化 研究。本材料是典型的环保与能源材料,所以有利于保护环境与资源综合利用。研究成 果应用于海水淡化、新能源器件等领域。
同济大学 2021-04-11
合成气高选择性制取烯烃
烯烃作为化工领域的核心分子,是合成纤维橡胶塑料等重要材料的单体,属于一类重要的高附加值化工原料。工业上的烯烃主要来源于石脑油的裂解。近年来,随着石油资源的日益减少和C1化学的迅速发展,开发从合成气直接制备烯烃的反应路径来替代传统的石化路线具有十分重要的意义。 传统合成气转化路径中约50%CO转化成了CO2和CH4等温室气体副产物,碳原子利用效率低下,严重降低了该路径的能源和经济效益。如何高效降低该过程中CO2和CH4副产物的生成、提高特定燃料产品的选择性在国际能源化工界一直是巨大挑战。 武汉大学定明月教授团队通过将碳化铁纳米晶体包裹在疏水性无定形SiO2壳中,开发出一种具有优异疏水性的核-壳型FeMn@Si催化剂。通过给催化剂包裹一层“疏水铠甲”,从而实现了56%的高CO转化率和13%的低CO2选择性,烯烃收率高达36.6%。核层碳化铁活性相与壳层疏水基团的高效协同,将能拓展出一系列新型的复合催化剂,通过抑制高耗能的水煤气变换反应,大幅度降低合成气转化过程中的CO2排放,显著提高碳原子利用效率,有望实现合成气更高效、更经济制取烯烃、汽油、芳烃、航油等各种高附加值化学品。该研究成果发表在《Science》期刊上,同期《Science》期刊发表了亮点评论文章,高度评价了该工作,认为该工作对于实现“碳达峰、碳中和”目标提供了新的解决方案。 合成气在疏水性FeMn@Si催化剂上高效制取C2+烯烃
武汉大学 2021-05-12
碳气凝胶应用于海水淡化技术
气凝胶(Aerogel)是一种具有超高孔隙率的三维纳米多孔材料,是目前世界上质量最轻、保温隔热性能最好、孔隙率最高、比表面积最高的固体材料。其密度极低,在3~500 mg/cm3之间可调,孔隙率高达80 %~99.8 %,比表面积可达1000 m2/g,常温下的热导率低至0.015 W/m·K,典型的孔径尺寸在1~100 nm之间。独特的纳米多孔结构使气凝胶具有许多特殊的物理性能,例如低热导率、低折射率、低声阻抗、低介电常数、强吸附性、高催化活性等等。这些优异的物理性能使气凝胶在航空航天、保温隔热、高效吸附、隔音、催化和储能等领域具有广阔的应用前景。 气凝胶比表面积高、孔隙率高、孔洞又与外界相通,性能稳定,因此它是很好的吸附材料,可以用来吸附有害气体和过滤有机物,有利于保护环境。碳气凝胶结合了碳材料本身的导电特性与气凝胶材料多孔的结构特性,可以应用在海水淡化等领域。 目前技术采用高比表面积的多孔碳气凝胶制成电极,制成海水淡化原理型装置。通过正反接电压实现装置的连续脱盐,提高装置的脱盐效率。
同济大学 2021-02-01
液化天然气(LNG)冷量利用技术
高校科技成果尽在科转云
西安交通大学 2021-04-10
碳气凝胶应用于海水淡化技术
高校科技成果尽在科转云
同济大学 2021-04-10
降低排油烟机窜气的装置
面对现有排油烟机窜气的技术问题,研究出一种降低排油烟机窜气的装置。该装置能在不改变排油烟机结构的情况下,对连接的管道系统稍加以改变就可达到降低排油烟机窜气的效果。 本装置包括排油烟机,连接段,连接排油烟机和连接段的波纹管,波纹管两端分别装有的导流器I,-D8~II,其特点是:导流器II前面、连接段出口处装有导流器ⅡI,所述导流器III上设有开口向上的固定导流叶片。 波纹管与排油烟机通过箍I连接;波纹管通过箍II与连接段连接;连接段的另外一端通过螺栓与总排油烟风道连接;导流器I和导流器II上设有活动导流叶片;排油烟机内设有风机叶片、电机和风机轴。 本装置与现有技术相比具有如下有益效果: 1.不改变现有排油烟的效果; 2.在不开启排油烟机时没有窜气的其它气味; 3.使用方便、只需增加导流器III的制造成本; 4.改观了厨房的卫生条件。
上海理工大学 2021-04-11
一种主动式气浮支承装置
本发明公开了一种主动式气浮支承装置,包括气浮支承本体、 气膜主动调节单元、支承本体检测单元和驱动控制单元,其中支承本 体检测装置测量气浮支承的状态,驱动控制系统根据检测信号生成控 制信号,驱动控制气膜主动调节装置产生主动作用,动态调节气浮支 承表面的气膜形态,由此动态调整气浮支承装置的气膜间隙压强分布, 从而提高气浮支承的动刚度特性。通过本发明,能够显著提高气浮支 承的动刚度特性,并达到稳定气浮支承的目的;此外,按照本发明的 主动式气浮支承装置还具备结构紧凑、便于操控和高精度的特点,因 而尤其适用于对支承动刚度要求高的超精密加工或高速主轴等场合。 
华中科技大学 2021-04-11
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