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關于遠紅外表面聲子極化激元探測的研究進展
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
北京大學
2021-04-11
基于光力相互作用的非互易聲子耦合的新原理
學諧振子在現代科技和生活中具有廣泛的應用，大到引力波探測裝置，小到我們身邊的手機，涉及傳感、變頻、濾波等重要器件。一般的諧振子器件是互易的，即器件內部或者兩個器件之間的聲子傳遞和方向無關。而非互易的諧振子器件對于全雙工聲子信號收發、聲子隔離等有著非常關鍵的作用，甚至還可以用來對熱能進行單向傳遞，使冷的物體更冷，熱的物體更熱。圖a，基于光力相互作用的非互易聲子耦合機制。b，通過控制激光相位，聲子隔離度±30分貝連續可調。 光力學是光學和力學相結合的新興科研領域。光力相互作用可以用于光學和力學模式的精密調控和測量，有著重要的物理意義和實際應用。這個工作中的光力學系統由超高品質因子的氮化硅納米薄膜和高精細度光學腔構成。激光將聲子從納米薄膜的一個諧振模式轉化為光子，再變回另一個諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應互相干涉，使聲子傳遞增強或者減弱。通過控制激光相位，實現了聲子隔離度在±30分貝范圍內連續可調（如圖所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他們通過拓撲操作實現了瞬態的非互易聲子傳遞，而在最新的工作中，他們通過光力相互作用產生了聲子模式間靜態的非互易耦合，從而實現了穩定的非互易聲子傳遞。
北京大學
2021-04-11
一種基于子結構的復合材料彈性參數識別方法
本發明提供了一種基于子結構的復合材料彈性參數識別方法，建立復合材料子結構有限元模型，根據子結構理論對復合材料子結構模型進行動力學縮聚；縮聚后子結構特征矩陣裝配到殘余結構上，計算得到復合材料全模型模態信息；提取全模型模態數據，計算模態頻率對殘余結構彈性參數的相對靈敏度；將試驗和有限元模擬的模態頻率殘差的二范數作為目標函數，利用迭代優化算法最小化目標函數。本發明通過考慮了子結構的復合材料建模，將模型待識別部分定義為殘余結構，通過全模型模態頻率對殘余結構彈性參數的相對靈敏度分析和模態振型匹配，采用優化迭代算法識別復合材料待識別參數，節省計算資源，提高計算效率，具有十分重要的工程意義。
東南大學
2021-04-11
針對第二陳數保護的手征Majorana費米子態的研究
當系統處于FFLO類型的超導配對時，在超導的渦旋線激發中出現手征無能隙馬約拉納態，且進一步表明，該手征特性的馬約拉納模不能由在二維空間定義的第一陳數保護。在原本的三維真實空間上，以超導相位作為參數空間，引入人工維度，進而研究由真實空間加人工維度形成的人造四維空間拓撲特性。他們計算發現在該四維空間中，系統的第二陳數非零，且提供了對前述渦旋線中手征馬約拉納態的拓撲保護。這個結論存在一系列非平凡推論，其中最有趣的是當考慮渦旋環結構時，該手征馬約拉納態可滿足3-loop型的3D非阿貝爾統計。這對于研究高維空間的非阿貝爾統計性質以及新型拓撲物態提供了實際物理平臺。
北京大學
2021-04-11
一種基于逆向子結構的有限元模型修正方法
本發明公開了一種基于逆向子結構的有限元模型修正方法。該 方法包括以下步驟：首先，測量實際工程結構的試驗模態，建立整體 結構的試驗模態；通過獨立子結構試驗模態參數和整體結構試驗模態 參數之間的關系，將整體結構的試驗模態分解為獨立子結構的試驗模 態；然后，基于獨立子結構的試驗模態建立目標函數，調整獨立子結 構參數，使目標函數最小化，獲取子結構最優結構參數，根據所述最 優結構參數修正獨立子結構有限元模型；最后，根據結構損傷前后有 限元模型結構參數的變化完成結構損傷識別。本發明通過修正獨立子 結構模型，避免
華中科技大學
2021-04-14
翹嘴鱖、斑鱖及其雜交子一代的分子鑒定技術
該成果提供一種快速、準確鑒別翹嘴鱖、斑鱖及其雜交子一代的分子標記方法。在鱖類種質鑒定和保護、遺傳育種和養殖生產中有極大的應用價值。
分子鑒定方法包括以下步驟：基因組DNA的提取、DNA目的片段的擴增、PCR產物的電泳及銀染色鑒定。方法中還包括一對特異微衛星引物和標準圖譜。本發明的分子鑒定法能快速、有效地鑒別出翹嘴鱖、斑鱖及其雜交子一代，具有客觀、快速、準確、經濟的優點。
該成果采用微衛星標記技術對翹嘴鱖、斑鱖及其雜交子一代進行鑒別，其反應穩定，重復性好，具有廣泛的適用性，與傳統的形態學鑒定相比具有檢測準確性高的優點。本發明通過一個微衛星位點、進行一次PCR鑒別出翹嘴鱖、斑鱖及其雜交子一代，減少了檢測時間和降低了檢測成本。
該成果有較高的產業化前景，實際操作性強，簡便、準確，價格適中。
成果完成時間：2017年2月
華中農業大學
2021-01-12
汽車車身板用6XXX系鋁合金板材制造項目
目前汽車覆蓋件用鋁合金主要有5xxx系和6xxx系，其中可熱處理強化的6xxx系鋁合金不僅具有高的比強度、屏蔽性、散熱性和耐蝕性，還具有良好的成形性和烘烤硬化性能，同時易于回收，是目前汽車覆蓋件用鋁板的主要發展方向。 該項目采用傳統DC鑄造技術制備高品質汽車車身板用鋁合金鑄錠，通過先進的均勻化工藝技術調控鑄錠中過剩結晶相及彌散相粒子組態，為后續軋制變形及固溶再結晶提供微觀組織準備，該項目采用的固溶間斷淬火或固溶控制冷卻屬于國內乃至世界領先技術水平，該技術不僅可以減少鋁合金車身板熱處理精整部分的設備投資，還可以顯著縮短鋁合金生產工藝流線最終實現降低成本的目標。 如果以我國10%的轎車采用鋁制車身，以單車用鋁板量約100kg計算，我國每年需要鋁合金車身板25萬噸。若按鋁車身板售價4萬元/噸、利潤8000元/噸計算，將有100億元的市場空間和20億元的利潤空間。若考慮廂式貨車、大客車、輕型卡車及重卡用鋁板量，預計2016年我國汽車工業用鋁板帶需求有望達到50萬噸，將帶來200億元的市場空間和40億元的利潤空間。 若考慮國際市場，2014年歐洲車身用鋁板消費量為45萬噸，北美和日本車身用鋁板量超過60萬噸，國外鋁板需求量超過100萬噸。若按100萬噸計算，將有400億元的市場空間和80億元的利潤空間。本項目建設符合我國目前的國家產業政策，是國家和行業重點支持的發展領域。該項目的實施不僅有利于傳統材料領域高新技術的產業化，為企業提供新的經濟增長點，而且有利于促進人員就業、社會穩定和保護環境，對地方經濟和產業結構調整乃至社會穩定、節能環保可持續發展等具有重要的意義。
東北大學
2021-04-11
鈦系銀基防霉抗菌乳膠漆內墻涂料的制備方法
本發明涉及涂料的制備方法，旨在提供一種鈦系銀基防霉抗菌乳膠漆內墻涂料的制備方法。包括：將富含羥基的二氧化鈦納米晶溶膠與亞錫鹽溶液充分混合，在水浴條件下回流反應，然后將產物離心分離、洗滌后再膠溶到去離子水中；在攪拌下向溶膠中加入可溶性銀鹽溶液和還原劑，攪拌促使體系充分反應后將產物離心洗滌，并膠溶至去離子水中，獲得載銀納米二氧化鈦防霉抗菌溶膠；在攪拌下將溶膠加入乳膠漆中獲得鈦系銀基防霉抗菌乳膠漆內墻涂料。本發明具有諸多突出的優勢：無毒無害，無第二次污染；抗菌效果明顯，并可重復使用；制備工藝簡單，操作方便。
浙江大學
2021-04-11
高性能動力電池高鎳系三元正極材料
一、項目簡介動力鋰離子電池在社會生產和生活中具有廣泛的應用，比如新能源汽車。發展高能量動力鋰離子電池關鍵之一就是發展具備高儲能能力的正極電極材料。高鎳系鎳鈷錳酸鋰 LiNixCoyMnzO2(NCM)具有高的儲能容量(>200 mAh/g)、高的工作電壓和理論能量密度（800 Wh/kg），能夠滿足單體電池能量密度的要求，是當前重點研究對象。本項目成功發展高鎳系三元正極材料，包括兩個類別即 NCM-1 和 NCM-2。NCM-1 展示了優異的電化學性能，在 2.7-4.5 V 工作電壓區間和 0.1C 倍率下放電比容量大約 210 mAh/g；當倍率增加到 5C 時，放電比容量依然可以達到 150mAh/g；在 0.5 C 倍率下，經過 100 次充放電循環后，其容量保持率在 95%以上。NCM-2 放點比容量較低，但是穩定性能更優。二、產品性能優勢該系列高鎳系三元正極材料具有高的克比容量、優異的循環穩定性和倍率性能。同時，該系列產品采用目前工業化制備方法，便于推廣。三、市場前景及應用2018 年中國鋰電正極材料市場總產值達 540 億元，其中三元正極材料占比最大，達 258 億，總占
中山大學
2021-04-10
鈮酸鉀鈉-鋯鈦酸鉍鈉系無鉛壓電陶瓷
本發明屬于鈣鈦礦結構環境協調性壓電陶瓷領域，特別涉及一種鈮酸鉀鈉-鋯鈦酸鉍鈉系無鉛壓電陶瓷，該無鉛壓電陶瓷由通式(1-x)(KuNav)NbO3-xBi0.5Na0.5Zr1-yTiyO3表示，式中，0＜x≤0.05, ?0≤y≤0.3，0.40≤u≤0.55，0.45≤v≤0.60，且u+?v=1。本發明提供的無鉛壓電陶瓷具有較高的壓電性能，所用原料價格低廉，節約成本，有利于促進實用化進程，在工業生產中應用。
四川大學
2021-04-11