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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
自支撐殼程無折流板扭曲管換熱器
本項目響應工業生產過程對節能傳熱設備需求量日益增長的發展機會，充分利用我們在高效節能設備研制和產業化方面的成功經驗，自主研制新型扭曲管換熱器，并實現扭曲管換熱器制造產業化。本項目通過采用扭曲管可以使換熱器傳熱能力增加10％-20％，殼程阻力下降50-70%，將大幅度提高扭曲管換熱器的節能潛力，實現節能25-35%。扭曲管換熱器提升了我國新型高效節能設備的整體技術水平和市場競爭力。在扭曲管換熱器內，由于殼程為螺旋流，大大增強了殼程的湍流度，從而強化了殼程傳熱；由于扭曲管的結構特點，即使管程為高粘度流體或流速較低時，也會獲得很高的湍流度。由于管子之間的多點自支撐結構，省去了折流板，實現了流體縱向流，流動分布和流速比較均勻，消除了換熱管振動問題。由于殼程采用無折流板結構，實現了全程縱向流，使得殼程壓降大大降低；同時由于分布均勻，沒有流動死區，有效傳熱面積大大增加。這些結構特點，大大強化了換熱器的傳熱系數。由于流速均勻、無死區，而且管壁溫度比較均勻，大大降低了結垢的可能性。無振動、少結垢，從而延長了維修周期，降低了維修費用。該技術不改變換熱器的外形結構，保留了管殼式換熱器的特點，具有易于推廣的特點，具備較好的工業應用前景。目前已做了大量的前期開發準備及示范工程。
華東理工大學
2021-04-11
連續流強化微電解廢水處理裝置
本項目提出的連續流強化微電解廢水處理裝置，在水平轉動筒體的進、出水口端分別設計了入口端和出口端密封旋轉接口，同時設置水氣的進、出導管，使處理裝置處于固液氣全充滿狀態，保證了鐵碳床中的溶解氧濃度，填料隨裝置的轉動而相互摩擦使鐵碳表面形成的鈍化膜不斷更新，提高了設備的有效利用容積，增加了廢水與外加電場的作用時間，提高了裝置的處理能力和效率。 該方法可應用于下列場合： 高濃度廢水的預處理：解決對生化處理的抑制作用； 低濃度污水直接處理：達標排放或回用； 生化處理后尚未達標污水的達標處理； 生化處理后污水深度處理以便回用。 實驗及工程實踐中已經處理過的各種污水包括： 含油污水(油田采油污水，煉油污水，脂肪加工污水等)； 有色污水(染料生產污水，印染污水，紡織加工污水等)； 化工污水(有機合成，香料合成，木糖醇生產等)； 金屬加工切削液(油基及水基)； 生活污水的深度處理，中水回用；
北京科技大學
2021-04-11
一種自動化初期雨水棄流裝置
成果描述：本實用新型公開了一種自動化初期雨水棄流裝置,包括收集管、與收集管連通的三通閥以及設置在收集管內的過濾器；收集管上安裝有流量計,收集管的管頂鉸接有一緩流板；三通閥一側設有與收集管連通的進水口,另一側設有第一出閥口和第二出閥口,三通閥內設有閥板,閥板一側與三通閥內壁固定連接,另一側上端與伸縮桿相連,三通閥上設有密封盒,密封盒內安裝有用于控制伸縮桿伸縮的控制器；過濾器包括依次連通的第一過濾腔和第二過濾腔。本實用新型通過流量計記錄雨水流量,利用控制器控制伸縮桿伸縮,從而改變閥板的位置,達到切換雨水流向的目的,以此排出初期污染雨水；本實用新型的裝置自動化效率高、占地面積小、投資較低、運行維護方便。市場前景分析：本實用新型通過流量計記錄雨水流量,利用控制器控制伸縮桿伸縮,從而改變閥板的位置,達到切換雨水流向的目的,以此排出初期污染雨水；本實用新型的裝置自動化效率高、占地面積小、投資較低、運行維護方便。與同類成果相比的優勢分析：國內領先
成都大學
2021-04-10
XP-S型高效節能旋流除塵器
對現行XLP/B型除塵器進行結構創新設計，開發了一種針對小型燃煤鍋爐煙氣除塵的新技術——XP-S小型燃煤鍋爐通用旋流除塵器。結合工程運行經驗，創新設計的XP-S小型燃煤鍋爐通用旋流除塵器結構上采用了螺旋翅片錐形升氣管、碎渦器、穩渦器、二分“脊”式導流片、以及異錐形出口蝸殼、月牙形旁路、雙斗異型排灰系統及鴨嘴式排灰閥、異形入口縮放管等創新方案,在形式上采用了負壓風機與出口蝸殼組合、錐形密封槽以及其相配的新型密封材料等措施。使除塵器在整體尺寸、除塵效率、風機耐受性、密封性上等方面都更能適合于小型燃煤鍋爐的需要。目前，該技術已完成設計程序開發，正進行樣機加工制作和技術專利申請工作。希望進行技術轉讓或以技術入股形式合作開發生產。
集美大學
2021-04-29