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电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学物理系曾杰教授、周仕明副教授研究团队发展出了一套利用电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法，利用该方法研究人员成功制备出了34种单原子催化剂，覆盖了多种过渡金属和多种衬底。相关成果发表在《自然·通讯》上。发展对衬底和金属无选择性的普适性单原子合成方法具有重要意义。研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积，并通过阴极沉积和阳极沉积获得了两种Ir1/Co(OH)2单原子催化剂。此外，研究人员又探究了沉积条件（前驱体浓度、沉积圈数和沉积速率）对单原子形成的影响，发现当金属的负载量低于某一限度时，可以获得单原子；高于这一限度时则有金属团簇或颗粒形成，这一变化类似于液相中晶体生长中的成核过程（图1）。电化学沉积制备单原子的机理研究。(a)阴极沉积示意图；(b)阳极沉积示意图；(c)在阴极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系；(d)在阳极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系。为了证明该方法的普适性，研究人员又在氢氧化钴、硫化钼、氧化锰、氮掺杂的碳等衬底上成功获得覆盖3d、4d、5d金属的单原子催化剂，并且对所制备的单原子催化剂的结构表征后发现，阴极和阳极沉积获得的同一单原子催化剂具有不同的电子结构，这为其在不同催化反应中的应用提供了可能。研究人员还对所得单原子催化剂在电催化水分解反应中的性能进行了探究。实验结果表明，阴极沉积所得的一些催化剂在电催化析氢反应中表现出了优异的性能，同时，阳极沉积所得的一些催化剂在电催化析氧反应中也表现出了良好的性能。该制备单原子催化剂的普适性方法不仅为单原子催化领域注入了新的活力，而且为今后系统性研究催化剂结构和性能之间的关系提供了新的思路。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14917-6.pdf详细阅读：http://news.ustc.edu.cn/2020/0313/c15884a414545/page.htm
中国科学技术大学
2021-04-10
一维原子链缺陷两端零能束缚态的发现
在二维铁基高温超导体中的一维原子缺陷链两端发现马约拉纳零能模，为实现较高温度下、无外加磁场的拓扑零能激发态提供了一种可行性平台。王健研究组通过分子束外延（MBE）技术在钛酸锶衬底上成功制备出大尺度、高质量的单层FeTe0.5Se0.5高温超导薄膜，其超导转变温度T_c≈62 K，远高于块材Fe(Te,Se) (T_c≈14.5 K)。利用原位低温（4.2 K）扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道谱（STS）技术，研究组在薄膜表面发现了一种由最上层Te/Se原子缺失形成的一维原子链缺陷。在这种一维原子链缺陷两端，同时观测到了零能束缚态（图1），而在一维原子链缺陷的非端点处，依然是超导带隙的谱形。随着温度升高，零能束缚态的峰高逐渐降低，最终在远低于T_c时消失（约20 K）。随着针尖逐渐逼近薄膜表面，即隧穿势垒电导变大，零能束缚态峰迅速升高且没有发生劈裂，展现出良好的抗干扰性。此外，研究组发现在较短的一维原子链缺陷两端的零能束缚态发生了一定程度的耦合（图2），其峰高随缺陷长度的依赖关系在统计中展现出正相关关系。这些零能束缚态的谱学特性，如峰值高度与半高宽随温度的演化，消失的温度，针尖逼近隧穿谱与难劈裂的特性等，都与马约拉纳零能模的解释相符合，可以基本上排除Kondo效应、杂质缺陷束缚态或有节点的高温超导体中Andreev零能束缚态等其它可能性。波士顿学院的汪自强教授团队基于肖克利缺陷态的能带理论在超导体中的表现提出了可能的理论解释。在强自旋轨道耦合作用下，单层FeTe0.5Se0.5薄膜表面的一维原子链缺陷可以是衍生一维拓扑超导体，其端点处会产生受时间反演对称性保护的一对马约拉纳零能模。时间反演对称性破缺下也可产生一维原子链缺陷拓扑超导体，其两个端点各产生一个马约拉纳零能模。这一工作首次揭示了二维高温超导体FeTe0.5Se0.5单层薄膜中的一类拓扑线缺陷端点处的零能激发，具备单一材料、较高工作温度和零外加磁场等优势，为进一步实现可应用的拓扑量子比特提供了一种可能的方案。
北京大学
2021-04-11
一种用于制作原子层沉积膜的可拆卸喷头及装置
本发明公开了一种用于制作原子层沉积膜的可拆卸喷头及装置。用于制作原子层沉积膜的喷头，包括进气管路、进气口和出气口；所述进气口内部为空腔；所述出气口内部形成空腔，分为上半部分和下半部分，其上半部分与下半部分之间设有漏斗形结构；进气管路与进气口固定连接，进气口与出气口可拆卸密闭连接。用于制作原子层沉积膜的装置，包括所述喷头、腔体支撑架、基片承载台和运动平台，腔体支撑架中间形成长条状镂空，可顺序设置多个可拆卸喷头，基片承载台设置在墙体支撑架下方，运动平台带动基片承载台。本发明能适应不同的原子层沉积反应，通
华中科技大学
2021-04-14
一种基于原子力显微镜的多功能组合探针系统
本发明公开了一种基于原子力显微镜的多功能组合探针系统。该系统能在各种设定的工作环境中通过程序控制原位切换具有不同功能的探针，从而在同一实验区域原位实现微观摩擦磨损实验、表面形貌扫描、晶体结构演变探测和摩擦能量耗散测量等功能。该系统在原位切换探针时，无需破坏工作环境，有效避免外界环境对样品表面的污染。
西南交通大学
2016-10-19
基于 PSO 改进的原子分解法的雷击干扰与故障识别方法
本发明涉及一种雷击干扰与雷击故障识别方法，尤其是涉及一种基于 PSO 改进的原子分解法的雷 击干扰与故障识别方法。本发明利用原子分解法对故障线路保护安装处的电压电流信号进行频率成分分 析，提出基于零序电流稳态工频分量有无的雷击干扰识别方法;提出基于电流线模分量原子分解能量比 值与基于故障相电流电磁暂态特征的双重故障类型识别判据，提高了故障识别的准确率。本发明在过完 备冗余原子库的基础上自适应地寻找信号的最佳匹配原子及其参数，从而使信号的自适应表达简洁，分 解结果稀疏，极大地提高了
武汉大学
2021-04-14
微波毫米波新型基片集成类导波结构及器件
成果介绍基片集成类导波结构是近十几年发展起来的一类新型平面集成高性能导波结构，2011年被国际微波杂志列为“改变未来无源与控制器件的十大非凡发明”之首（Microwave Journal, Nov. 2011）。本项目组是国际上这一领域的主要贡献者之一，在国家自然科学基金委创新群体基金和国家973项目等的资助下，对基片集成类导波结构的传输特性、谐振特性、损耗机理、模式转换机理、极化转换机理等科学问题及其在多个分支的创新应用开展了系统深入的研究，建立了精确有效的设计方法，构建了基础设计公式，提出并命名了半模基片集成波导等新型导波结构，提出了一系列基片集成类无源元件新结构等。技术创新点及参数1、在国际上最早提出并发展了适合于周期性基片集成类导波结构的频域有限差分和直线法全波分析模型，揭示了其传输机理，并在此基础上构建了一组闭式设计公式。这组公式已被广泛用于基片集成类导波结构元器件的设计。相关代表作单篇正面他引均超过150次。2、提出并命名了半模基片集成波导、折叠半模基片集成波导等新型导波结构，系统研究了其导波特性、损耗机理和模式转换机理等，构建了设计公式，并在此基础上发展了一系列新型微波毫米波高性能元器件，其中代表作单篇正面他引均超过100次。3、提出了多种基片集成波导无源新结构，深入研究了其谐振特性、耦合特性和损耗机理，并在此基础上发展了一系列高性能新型元器件及单基片集成系统。相关代表作合计正面他引350余次。4、在基片集成波导天线辐射机理研究的基础上，突破了经典Elliott设计公式的局限性，建立了相应的分析模型和设计方法，发展了一系列新颖的高性能基片集成类天线及阵列，相关代表作由于其基础性和创新性被合计正面他引300余次。市场前景项目研究成果已获54项授权国家发明专利，其中部分专利已进行技术转让并应用于企业产品中。
东南大学
2021-04-11
微波毫米波新型基片集成类导波结构及器件
该项目以基片集成类导波结构的工作机理与创新应用为主线，对这类结构及器件的传输特性、损耗机理等基础科学问题进行了深入研究，提出了半模基片集成波导等多种新型平面导波结构，发展了相应的设计方法，并发明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到实际应用。
东南大学
2021-04-10
微流体脉冲喷射仪及配套微流体器件制备仪
微流体数字化技术通过对裸结构的微喷嘴实施脉冲的惯性力，使微量流体在惯性力与黏性力交替作用下实现微流体的脉冲流动，从而实现数字化可控的微量流体的喷射，适用于液体微喷射、粉体微喷射等领域。 成熟度：基于非晶态玻璃材料毛细加工原理，进行了拉制、锻制、残余应力热处理等工序研究，制作了出微纳米级的微喷嘴、微管道。以玻璃微喷嘴制备仪为平台研究了不同拉制参数、锻制参数对微喷嘴几何形状的影响规律。基于微流体脉冲驱动-控制技术，分别采用拉制、锻制的微喷嘴稳定地制备了均一的微液滴。 微流体
南京理工大学
2021-04-14
硅基上III-V的直接外延及器件集成
采用光互连技术可以有效的解决集成电路进一步发展的尺寸限制同时可以极大的提高芯片间信息传输的速度和频率。Si基光子集成是实现集成电路光互联的核心技术和重要研究方向。然而，Si因为其间接带系的特性很难作为发光材料使得Si基光源的缺失成为制约Si基光子芯片的瓶颈，而传统Ⅲ-Ⅴ族材料如GaAs，InP等由于优良的光电转换效率已经在光电子器件领域得到广泛的应用。因此，Si基与Ⅲ-Ⅴ的集成是实现Si基光子芯片的一种理想途径。
南京大学
2021-04-14
钨酸镉闪烁单晶材料的制备技术与器件应用
宁波大学晶体材料实验室在国际上首次成功开发钨酸镉(CWO)闪烁单晶的坩埚下降法生长技术，自主掌握CWO单晶材料制备专利技术。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
闪烁单晶是广泛应用于高能射线探测成像技术的光学功能材料。宁波大学晶体材料实验室在国际上首次成功开发钨酸镉(CWO)闪烁单晶的坩埚下降法生长技术，自主掌握CWO单晶材料制备专利技术。近年来所制备闪烁单晶性能完全达到射线探测器制造所要求实用化指标，CWO闪烁单晶材料可广泛应用于安检设备、集装箱检查系统、CT诊疗仪等技术领域。迄今已经形成单晶原坯、多规格晶片和单晶阵列的批量生产能力，相关材料产品已销往国内外相关射线探测成像设备制造厂商。
宁波大学
2022-08-16