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項目成果/簡介:1）提出冷原子實現和探測相對論狄拉克粒子的理論,并預言可觀測相應的拓撲相變，被斯坦福、ETH和Nice大學的實驗觀察到。2）揭示了幾何相位和量子相變的內在定量聯系。3）是國際上最早研究冷原子幾何相位誘導規范勢的少數理論組之一，提出實現原子自旋霍爾效應理論，并被NIST實驗實現。冷原子相對論效應和誘導規范勢已逐步成為當前量子模擬的新熱點研究。4）提出了非絕熱和非常規幾何量子計算理論，解決了原絕熱理論不易在實際體系中實現的困難，已被7個獨立實驗驗證。發表的20 篇核心論文中，PRL10 篇，被Nature、Science、PRL等SCI 論文他引1137次，8篇代表論文他引602次。

1）提出冷原子實現和探測相對論狄拉克粒子的理論,并預言可觀測相應的拓撲相變，被斯坦福、ETH和Nice大學的實驗觀察到。2）揭示了幾何相位和量子相變的內在定量聯系。3）是國際上最早研究冷原子幾何相位誘導規范勢的少數理論組之一，提出實現原子自旋霍爾效應理論，并被NIST實驗實現。冷原子相對論效應和誘導規范勢已逐步成為當前量子模擬的新熱點研究。4）提出了非絕熱和非常規幾何量子計算理論，解決了原絕熱理論不易在實際體系中實現的困難，已被7個獨立實驗驗證。發表的20 篇核心論文中，PRL10 篇，被Nature、Science、PRL等SCI 論文他引1137次，8篇代表論文他引602次。

本方法以丙三醇作為溶劑及碳源快速制備大量粒徑小于 10 nm 的碳量子點。這種碳量子點的熒光量子產率能夠達到 30 %左右。制 備好的碳量子點,不需要任何提純即可與成膜性較好的高聚物混合得 到熒光碳量子點薄膜。而且這種碳量子點毒性低，水溶性好，熒光量 子產率高，在細胞及活體成像方面表現出顯著優勢。總之，該制備方 法簡單易行，材料來源廣泛且廉價，產率大。所得的熒光碳量子點具 有熒光量子產率高、易成膜、低細胞毒性且耐光漂白等性質，已經作 為生物成像劑用于細胞的熒光共聚焦成像

要實現三維量子霍爾效應，就需要達到所謂的極端量子極限條件（Extreme Quantum Limit）。這個實驗條件要求異常苛刻，如果選用常用的金屬銅塊作為研究對象，要施加超過3000特斯拉的磁場才能進入極端量子極限態，而這是當前的實驗條件無法提供的。因此，三維量子霍爾效應方向的研究一度處于幾乎停頓的狀態。 為了滿足這項苛刻的條件，張立源團隊巧妙地選用了高品質的五碲化鋯（ZrTe5）晶

以丙三醇作為溶劑及碳源快速制備大量粒徑小于 10 nm 的 碳量子點。這種碳量子點的熒光量子產率能夠達到 30 %左右。制備 好的碳量子點,不需要任何提純即可與成膜性較好的高聚物混合得到 熒光碳量子點薄膜。

本發明公開了一種基于人工表面等離激元的同頻雙圓極化漏波天線，包括介質基板，覆蓋在該介質基板上表面的金屬條帶以及覆蓋在該介質基板下表面的金屬地板；金屬條帶包括兩端的帶地共面波導匹配結構和中間的人工表面等離激元結構；人工表面等離激元結構包括上下兩個邊帶，每個邊帶包括若干調制周期排布的人工表面等離激元單元結構；上下兩個邊帶之間開槽單元結構形成90°的角度，且上下兩個邊帶對稱設置，并有錯位。本發明為雙端口漏波天線，不同的端口饋電將產生不同的輻射模式，可在8.6?9.0GHz內實現雙

聲子極化激元是極性材料中晶格振動與光場之間的強耦合，有望應用在低損耗納米光學元器件中。相關的理論研究由黃昆先生于上世紀五十年代提出，目前已經較為成熟。但是實驗測量表面聲子極化激元直到近年才有較大的進展，主要是因為表面聲子極化激元的測量同時需要高的空間分辨率和能量分辨率。目前測量表面聲子極化激元的主要方法為近場光學方法（s-SNOM），該方法可以在中紅外和太赫茲區間對聲子極化激元進行很好的探測。但在遠紅外區間，由于目前缺少合適的遠紅外激光光源和探測器，相關材料體系的表面聲子極化激元的研究受到很大限制。 近日，北京大學物理學院2016級本科生亓瑞時和王任飛利用掃描透射電子顯微鏡的電子能量損失譜，對ZnO納米結構中的遠紅外表面聲子極化激元進行了細致的探測。通過在納米尺度上測量納米線、納米片不同空間位置的電子能量損失，探究了表面聲子極化激元的性質，得到了表面聲子極化激元的色散關系，并研究了其尺寸效應、幾何效應等。圖1. 左：利用電子束激發和探測納米線表面聲子極化激元。右：測量得到的色散關系。 利用電子顯微鏡中的電子束來激發和探測聲子極化激元具有很多的優點，包括（1）電子顯微鏡方法具有亞埃的空間分辨率；（2）電子激發具有更高的效率（電子與材料相互作用的散射截面更大）；（3）電子能激發一些非光學活性的模式；（4）電子能量損失譜能得到高q（波矢）值下的信息；（5）電子能量損失譜具有很寬的激發、測量窗口，原則上可以測量從meV量級的振動譜信號至keV量級的芯電子激發譜信號。因此，電子能量損失譜有望極大地推動包括表面聲子極化激元在內的相關實驗研究。 該工作于2019年7月19日在線發表于學術期刊Nano Letters（DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01350），第一作者為北京大學物理學院2016級本科生亓瑞時、王任飛，指導老師為量子材料科學中心和電子顯微鏡實驗室的高鵬研究員。該項研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、量子物質科學協同創新中心等基金的支持。 論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b01350

成果的背景及主要用途：導墻或隔水墻這種輕型薄壁結構受到脈動壓力的交 變作用，導致結構物疲勞破壞和強烈振動的危險性，是一個現實的問題，應引起 水工結構設計人員的充分重視，也是水利工程研究的一個重要課題。天津大學 1996 年至 2000 年先后開展了中國長江三峽工程開發總公司委托的“三峽水利樞 紐廠壩隔（導）墻泄洪振動的水彈性模型實驗研究”（編號：ZT-96（1）-7）和“三 峽工程廠壩隔（左導）墻的優化研究”（CT-98-22-5）的科研項目；2002 年至 2003 開展了中國水電顧問集團中南勘測設計研究院委托的“向家壩水電站消力池底板 和導(隔)墻結構水彈性模型試驗研究”項目；2004 開展了“三峽導墻振動的原型 觀測研究”。通過這些項目的研究工作，對導墻結構的流激振動和結構優化開展 了系統的實驗研究、理論分析和原型觀測，提出的創新性成果在工程中得到應用， 取得了顯著的社會和經濟效益。 技術原理與工藝流程簡介：對于導墻結構流激振動響應往往是其結構設計的 控制條件，其結構的安全和結構優化設計與流激振動響應關系密切。但由于泄洪 振動的復雜性，即激振源、脈動荷載時空相關和流固耦聯效應的復雜性，通過單 純的水力模擬和數值計算難以正確確定導墻流激振動的響應。而采用泄洪激振的 水彈性實驗模擬可以很好的解決這一問題。水彈性模型是對“結構——水體——地 基——動荷載”四位一體的流固振動系統的模擬，它可以同時滿足“動荷載”輸人系 統相似和結構系統動力響應相似，即滿足水力學條件和結構動力學條件相似。通 過水彈性模擬實驗研究導墻結構流激振動的一般規律，建立相應的理論計算模型， 開展原型觀測，提出導墻結構安全評價的指標以及安全監測、健康振動的理論分 析方法，并通過原型觀測來驗證。 技術水平及專利與獲獎情況：該項成果達到國際先進水平。 應用前景分析及效益預測：針對三峽工程導墻從水流條件和結構靜動力條件 兩個方面來進行三峽工程導墻泄洪振動及優化研究，研究成果已在工程建設中得 到應用、實施，節省投資約 4000 萬元，效益明顯。 開展了向家壩水電站消力池導(隔)墻結構水彈性模型研究，優化了兩個導(隔) 墻體型。該研究成果對向家壩導(隔)墻的泄洪振動響應及其整體穩定性提供了科 學的評價依據，為工程建設提供了一個強有力關鍵的技術支撐，相關成果已被設 計采用。 結合導墻結構原型觀測，應用提出導墻流激振動的反分析方法，可為導墻安 全運行監測和健康診斷提供了理論依據和技術平臺，這種理論方法和技術手段對 其他泄洪消能建筑物的安全監測和健康診斷、實時預警都有廣泛的應用前景。 該成果的理論方法也可推廣到溢洪道邊墻的流激振動和安全監測。 應用領域：水利水電工程設計和運行管理。 合作方式及條件：技術服務。

激光在芯片上光互連上的應用就直接要求激光器的特征尺度接近電子器件，并且其功耗要小于成熟的電互聯，應約在10飛焦每比特量級。激光器的功耗與其尺度呈正相關的關系，10飛焦每比特量級的功耗直接要求激光器的模式體積要小于約0.02個波長立方。

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