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關于新型阿秒鐘實現對量子隧穿時間問題的研究
量子隧穿是微觀世界的基本現象，它是指粒子可以像波一樣地穿過有阻礙的區域（即勢壘），是微觀粒子的波粒二象性的一個具體表現。如今，量子隧穿的概念已經滲透到物理學的方方面面，比如廣泛使用的掃描隧道電子顯微鏡、半導體異質結等。然而，關于量子隧穿卻有一個基本問題充滿著爭議，那就是隧穿的過程是否需要時間？如果需要時間那又該如何測量呢？自量子力學誕生以來，這個問題一直伴隨著量子力學的發展而爭論至今。 隨著超短激光脈沖的問世，人們一直努力、希望在強場隧道電離的范疇來解決這個的重要爭議問題。隨即，學術界提出了可以通過阿秒鐘方案測量隧道電離的發生時間（即時間延遲），阿秒鐘巧妙地將隧穿時間延遲轉化為光電子發射角的偏移，然而對于實驗結果，大家一直未取得一致的看法。學術界通過十多年的研究，基本上形成了兩種對立的觀點，即瞬時隧穿（隧穿幾乎不需要時間）與延時隧穿（隧穿需要百阿秒量級的時間），各自都有相應的理論與實驗支持。似乎這兩種觀點充滿矛盾、不可調和！量子隧穿的示意圖量子隧穿可以看作是微觀粒子的“穿墻術”增強型阿秒鐘的原理。（a）線偏振的二次諧波打破了圓偏振的基頻光的對稱性，標記了最大值激光電場的方向與時刻。（b）不加二次諧波時測量的光電子動量譜。（c）加入標記光場后測量的光電子動量譜。 傳統的阿秒鐘是采用單個橢圓偏振或近圓偏振的激光脈沖，因此傳統阿秒鐘的校準依賴于少周期激光的載波包絡相位和橢偏率的確定，它們的噪聲抖動會給阿秒鐘的測量帶來很大的誤差。日前，北京大學物理學院、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室“極端光學創新研究團隊”劉運全教授和龔旗煌院士領導的研究小組，提出并實現了一種全新改進型阿秒鐘，在一束圓偏振飛秒激光場中加入了另一束線偏振的倍頻光來校準阿秒鐘，使得光電子發射角的偏移量的定標更加精準。這種增強型阿秒鐘使得隧穿時間的測量更加準確可靠。理論上還證明了上述兩種看似對立的隧穿圖像可以被統一在同一個理論框架下進行描述。在強場近似理論框架下，他們分別建立了瞬時隧穿圖像以及基于Wigner表象的延時隧穿圖像，對于增強型阿秒鐘的實驗結果，這兩種隧穿圖像的理論結果都與實驗結果相符合。因此，這是第一次使用同一個理論框架和同一個實驗完美地統一了這個長期的學術爭議，為隧穿時間研究提供一種思路。
北京大學
2021-04-11
關于狄拉克半金屬中量子輸運研究的新進展
在高晶體質量的狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到手征反常導致的負磁電阻效應（Nat. Commun. 6, 10137 (2015)）；并借助于納米線比表面積大的優勢，測量到起源于拓撲表面態輸運的π A-B效應(Nat. Commun. 7, 10769 (2016); Phys. Rev. B 95, 235436（2017）)。 最近，他們通過輸運測量首次在狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到連續體態和離散表面態耦合產生的Fano共振現象。研究表明直徑約為60 nm的Cd3As2納米線的表面態能帶會發生劈裂，通過柵壓調制費米能級到一個表面態子能帶的帶底時，會呈現出零偏壓微分電導峰；在磁場作用下，由于塞曼效應，零偏壓電導峰會發生劈裂，測量得到表面態的朗德因子為32；Fano共振進一步導致零偏壓微分電導峰隨偏置電壓具有非對稱的線形，并可能對材料中起源于“外爾軌道”的量子振蕩頻率產生修正。這項工作對于深入研究拓撲半金屬的輸運性質，以及設計實現可電學調控的Fano體系有著重要意義。圖1. Cd3As2納米線中量子限制效應引起的電導振蕩；(b)柵壓調制的微分電導譜。
北京大學
2021-04-11
一種高發光效率的量子點白光 LED 及其制備方法
本發明屬于量子點 LED 封裝領域，具體涉及一種高發光效率的量子點白光 LED，其中，LED 芯片固定設置在基板表面，量子點硅納米球附著在 LED 芯片表面，熒光粉膠將量子點硅納米球和 LED 芯片完全包裹住，所透光殼體直接安裝在基板上或通過一模塑料固定在基板上方，并將熒光粉膠、LED 芯片和量子點硅納米球密封在內，透光殼體內的空隙處填充有封裝膠。本發明還公開了一種高發光效率的量子點白光 LED 的制備方法。本發明的量子點 LED 能夠顯著提高白光LED 的發光效率，在生產中能夠更加便捷地控制量子點與熒光粉各自的發光光譜，從而得到所需的理想型發光，且可顯著減少量子點的用量，節約生產成本。
華中科技大學
2021-04-13
中國科大實現基于簡并腔中渦旋光子的拓撲量子模擬
郭光燦院士團隊在基于人工合成維度的量子模擬方面取得重要實驗進展。該團隊李傳鋒、許金時、韓永建等人將攜帶不同軌道角動量的光子（又稱為渦旋光子）束縛在簡并光學諧振腔內，通過引入光子的自旋軌道耦合人工合成了一維的拓撲晶格，為拓撲量子模擬開創了一種新的方法。
中國科學技術大學
2022-06-02
揭示了量子三體過程中的范德華作用普遍性
通過實驗測量和從理論上分析三原子重組在543.3 高斯附近的6Li-6Li的窄波磁Feshbach共振，表明在有限的溫度下，三體重組主要由間接過程支配并在閾值以上的kBT內存在窄共振峰。實驗數據強有力的顯示連續的成對過程遵循一個普適行為并由范德華力決定。論文給出了三體重組速率常數描述的解析公式和對溫度的依賴性，其中三體重組通過連續的成對相互作用進行。基礎物理圖像不僅適用于窄s波共振，還適用于非零分波的共振，不僅適用于超低溫，而且適用于更高的溫度。 這個實驗結果驗證了量子三體在范德華勢作用下普遍的行為，發現該普遍行為遠遠超出零溫度范圍，從而揭示出雙體的量子缺陷理論可以通過多尺度方法進一步擴展到非零溫度范圍。這種廣義的三體作用的范德瓦爾普遍行與通用狀態方程的定義瓦爾斯長度尺度有密切聯系。通過將量子普遍行為區域擴展到零以外溫度和s波共振，純理論模型通過超冷原子物理實驗與真實的少體系統和真實化學反應建立了緊密聯系，邁出了量子三體物理研究的關鍵一步。
中山大學
2021-04-13
一種復合量子點電極材料及其制備方法和應用
本發明公開了一種復合量子點電極材料及其制備方法和應用，屬于光電化學電極材料技術領域，包括如下步驟：將鈦基材料打磨、清洗后，浸泡于第一酸性溶液中以去除氧化膜，后將鈦基材料置于第二酸性溶液中，以制得鈦基體；將鉬源溶于水中同時調節pH值，并加入硫源后，進行熱反應，得到MoS<subgt;2</subgt; QDs；將MoS<subgt;2</subgt; QDs、銻鹽、稀土金屬鹽按預設比例混合溶于濃酸的醇溶液中以制得浸漬液；將鈦基體進行清洗、干燥后，完全浸沒在浸漬液中，經一系列處理后，得到復合量子點電極材料；本發明制得的電極材料具有導電性強、電催化活性高、耐腐蝕性能優異、穩定性持久等優點，能夠用于油田聚合物驅油。
南京工業大學
2021-01-12
一種電力線通信系統的噪聲預測方法
成果描述：本發明申請要解決的問題是，改進預測技術，提高預測準確度。本專利利用高階馬爾科夫模型的原理提出HM-gMTD模型的一種改進，即高階HM-gMTD模型，并通過EM算法給出相應的參數估計方法和相應的計算方法，并能夠快速進行參數估計，以提高模型預測的準確度。市場前景分析：預測模型的發展在人類的經濟生活方面發揮著重要的作用，尤其是馬爾科夫模型，幾乎在各個領域都有著非常廣泛的應用。本發明著重混合轉移分布模型與高階隱馬爾科夫模型的巧妙結合，構造出高階HM-gMTD模型，然后運用EM算法，對新模型實現了主要參數的求解。最后為了衡量一個模型的好壞和對不同的模型進行比較，我們選擇準則函數。模型比較的最佳準則函數，既考慮到模型對原始數據的擬合程度，又兼顧模型中所包含的待定參數的個數，并且對二者做出合理的權衡。與同類成果相比的優勢分析：本發明主要是針對HM-gMTD模型的進一步改進，提出一個高階HM-gMTD模型，使其在降低計算的復雜度的同時，提高預測的準確性。
電子科技大學
2021-04-10
寬帶移動通信容量逼近傳輸技術及產業化應用
成果介紹寬帶化移動信息服務成為現代信息社會發展的基本需求。在頻率資源日趨匱乏的條件下，如何大幅度提升其使用效率，成為寬帶移動通信的核心技術問題。 本技術發明揭示了多天線寬帶移動通信環境下的容量可達傳輸為特征模式傳輸，在攻克了廣義多載波、普適多天線傳輸以及雙渦輪迭代接收等一系列關鍵技術的基礎上，率先將寬帶移動通信容量逼近理論與技術推向工程實踐和規模產業化應用，關鍵技術指標處于業界領先水平。相關提案被3GPP國際標準化組織采納，并獲通信國際學術界有重要影響的IEEE通信理論萊斯最佳論文獎。技術創新點及參數1、廣義多載波傳輸技術：為解決寬帶化所引發的系統復雜性，發明了廣義多載波傳輸技術，經典的正交頻分復用多載波技術為其特例。具有快速實現、頻譜利用率高、抗多徑能力強、峰均比低、對頻偏不敏感、子載波可異步運用等一系列優點，適應大范圍覆蓋和無線資源的靈活調配。 2、普適多天線傳輸技術：采用多天線的MIMO 傳輸技術是大幅度提高頻譜和功率效率的基本途徑。針對普遍意義上的空時聯合相關信道模型，發明了普適MIMO 傳輸技術，通過信道特征的實時感知及在線容量估算，自適應地優化發送機與接收機，在實時逼近信道容量限的同時，解決了一直困擾業界的MIMO 技術在各種復雜無線環境中的應用難題。 3、雙渦輪迭代接收技術：逼近容量限的接收技術是業界長期追求的目標。發明了雙渦輪迭代接收技術，通過雙層并發迭代環路，對多載波、多天線接收機進行整體優化，在獲得逼近容量限接收性能的同時，突破了計算復雜度及處理延時等方面的應用瓶頸。市場前景本發明被應用于華為公司的3G 增強及演進型寬帶主力基站產品，已在世界五大洲20 余個國家投入商用；本發明還被應用于展訊公司終端芯片產品及瀚訊公司寬帶無線應急通信系統等。本發明已累計產生了近10 億元直接經濟效益，并在世博安保及汶川抗震救災中發揮了重要作用。本發明所涉及的18 篇技術提案被3GPP 主流國際標準化組織采納，相關成果在IEEE 核心刊物發表，并被歐洲標準化組織ETSI 叢書收入。 有關寬帶移動通信容量逼近研究成果“寬帶多載波普適MIMO傳輸與迭代接收技術”獲2009年教育部高等學校技術發明一等獎，并于2011年獲國家技術發明一等獎。
東南大學
2021-04-11
衛星與無線通信融合系統研發及產業化
成果介紹“衛星與無線通信融合系統研發及產業化”就是由東南大學、南京中網衛星通信股份有限公司和江蘇大學三家單位合作完成。衛星通信具有覆蓋廣和不受地域限制的優勢，但是受到遮擋以后，信號就會不好，而且通信的成本太高，2M帶寬每小時就要花費幾千元。而隨著3G、4G的普及，地面無線通信已經發展得相當完善，但是在地面基站未覆蓋區域，或基站一旦受到洪水、臺風、地震等自然災害破壞時，就無法通信了。正是基于這兩個通信系統的特點，我們‘取長補短’，巧妙地將兩種通信系統融合起來，研制完成的系統可以根據不同策略自適應地選擇地面通信鏈路或衛星鏈路”技術創新點及參數他和團隊成員克服了很多困難，提出了多項獨創性的方法，目前已申請國家發明專利40項（其中24項已經獲得授權），編制國家標準3項，發表國內外核心期刊論文61篇（其中SCI收錄16篇）。項目研制的衛星與無線通信融合系統實現了規模產業化，部分性能指標處于國際領先水平，并在氣象、安監、環保和軍隊等諸多行業得到極其廣泛的應用，得到了政府有關部門和客戶的一致好評。市場前景目前本項目的產品已經應用到全國26個省市的18個行業。其中，氣象和安監市場占有率達到70[%]，環保市場占有率達到60[%]。產品曾為“神舟系列”飛船的發射和回收提供氣象保障，為汶川地震、雅安地震和甘肅舟曲特大泥石流等提供了應急通信服務，為上海世博會和深圳大運會等重大活動提供了氣象保障和視頻直播服務。產品已經實現直接銷售收入8.3億元，產生的間接經濟效益數百億計。
東南大學
2021-04-11
水下藍光通信系統及亞波長垂直結構LED
本項目產品屬于無線通信技術領域，基于可見光通信技術，設計開發了一種海陸空全覆蓋的高速通信產品，本產品能夠在射頻信號可以或不可以到達的場景下實現遠距離、低延時的高清音視頻或大容量數據的傳輸，提出了面向國家海洋戰略、民用監測技術的全新通信解決方案。
產品簡介：我們的可見光通信系統是一種新興的空間無線通信設備，它在隧道監測、礦道勘探、水下養殖環境監測和水下通訊等領域優勢明顯，將發揮重要作用。從技術層面來看，鑒于光波頻段大的天然優勢，它的頻段資源是無線電的100多倍，完全可以彌補如今無線電資源匱乏的問題；從實際應用上來看，光在黑暗環境與水中受外界影響小，抗干擾能力強，可以解決所有無線電與聲波無法到達的地方的通信問題，并且傳輸速度比聲波快上數百倍；從安全性來說，光波具有良好的方向性，當光信號被第三方攔截時，接收方能及時發現通信鏈路故障，更加易于保密。
技術壁壘：自主研發設計的水下可見光通信系統，水下實際傳輸速度可達1Mbps以上，支持音視頻、大量傳感信息實時傳輸，相比市場其他同類產品，碾壓式的“高速”是我們的核心競爭力。并且，本產品采用自主研制的高性能垂直結構LED，也是目前世界上已報道的最薄垂直結構LED，完美解決了散熱高、出光效率低的問題。擁有相關自主知識產權的授權專利20余項，做到了“國際一流，國內領先”的水平。
市場行情：反觀近年來的市場行情，高亮度照明LED的推廣和普及為可見光通信技術創造了重大發展機會。日本啟動的“21世紀照明計劃”、美國能源部的“下一代照明計劃（NGLI）”以及歐盟的“彩虹計劃”，都極大推動了LED照明市場在全球規模的迅速增長。中國跨部委的半導體照明工作小組啟動了“國家半導體照明工程”。隨著LED性能的不斷提升，可見光通信作為空間無線通信技術的一種，將扮演越來越重要的角色。
南京郵電大學
2021-05-11