拓扑量子材料、物性与器件研究

形形色色的拓扑量子新材料和新物态丰富了人们对物质世界的认识,也为量子调控提供了广阔的天地。来自于中国科学院物理研究所、北京大学、北京理工大学和北京计算科学研究中心的研究团队期望通过五年的努力,设计、合成出新颖的性能优越的拓扑量子材料,发现一些重要的拓扑量子新现象,制备出具有潜在应用价值的新型拓扑电子学原型器件。项目执行两年多来,研究人员们设计并合成了三重简并点半金属等新型量子材料,在拓扑量子材料中发现了一些新奇的电子输运、磁电和热电性质,制备并初步研究了Fu-Kane理论所建议的、用于寻找马约拉纳零能模的拓扑超导量子器件。     

量子材料中的有序现象及其调控的研究进展

关联体系中多种量子有序态的竞争催生了极其丰富的物理性质和相图,对它们的研究将加深人们对量子材料中基本现象和规律的认识。而对量子序调控机制的研究,将有可能产生新的关键技术和新原理原型器件。本综述介绍了国家重点研发计划项目"关联体系多种量子有序态的竞争与调控"执行两年来,在量子材料的自旋量子纠缠序、向列序、电荷序、轨道序、超导序和拓扑序等多种量子有序态的机理与调控研究中取得的主要进展。着重介绍发现了多种基于有机-无机杂化结构的超导体系和一系列含稀土元素的新型铁基超导体,在自旋液体中发现分数化的激发,对FeSe_(1-x)S_x中向列序与超导序相互作用和Li_(0.8)Fe_(0.2)OHFeSe表面电子结构和超导电性的研究,对重费米子体系中电子的局域行为和巡游行为的相互作用的研究,以及实现了固体离子门电压的调控技术并得到了多种体系的相图等重要发现。这些研究成果加深了我们对量子序的认识,建立了研究和控制量子序的手段,也为未来量子序的应用打下了基础。     

二维新型量子体系的设计、物性探测及调控研究进展

作为一种典型的受限小量子体系,二维量子体系具有丰富的物理规律和新奇的物理效应,是探索低维物理和开展量子调控的理想材料体系。本文重点介绍新型小量子体系的理论研究和计算模拟,二维新型材料体系的构筑、物性探测与调控,新型理论计算方法和前沿实验技术的开发等方面的研究进展。在理论方面,发现二维材料激发态的普适性规律,揭示拓扑/超导体系中的演生超对称,发展第一性原理非线性光学计算方法;在实验方面,在铁基超导薄膜的制备和量子序的研究、准晶石墨烯的电子结构和石墨烯的手征对称性破缺的实现、氧化物薄膜及二维材料的离子调控等方面取得重要进展,并发展高分辨扫描超导量子干涉器等。这些原创性科学研究加深了人们对复合二维量子体系丰富量子态和新奇物理现象的理解,增强了我国在小量子体系制备、物性探测与调控方面的国际影响力。     

量子时空与量子引力的研究

简要介绍了量子时空、圈量子引力,及它们与超弦中M-理论的接触、汇合上的国内外最新研究成果与动向.特别是公布了圈量子引力的时空量子化研究上,在空间体积与曲面面积的离散本征值谱,以及黑洞的熵的计算上取得的突破性创新成果.同时,对量子信息中的信息最小量子单位qubit的来源以及纠缠态的非定域性,用量子时空中激发出的曲面面积量子"1/2"给出的空间叠加态的自旋(零时)关联做出了新解释.     

新型量子功能体系的物性表征及其材料探索

超导是一个宏观量子现象,具有零电阻和完全抗磁双重特性。利用这些性质以及约瑟夫森效应,超导技术在电力、能源、交通、医疗、微弱信号检测等方面得到了广泛的应用。常规的超导电性起源于电子和声子间的耦合,由于电声子耦合常数的限制,传统的超导材料临界温度Tc很低,使得超导技术的应用仍受到极大的限制。1996年,铜氧化物中高温超导电性的发现掀起了全世界研究高温超导的热潮,2008年高温超导电性在铁基材料中的发现是超导领域近年来最重大的突破。中国科学家在高温超导材料探索领域做出了卓越的贡献,并因此两度摘得国家自然科学一等奖。高温超导电性不能被传统的电声子耦合理论解释,其机理问题涉及到复杂的微观量子多体相互作用,被誉为凝聚态物理中“皇冠上的明珠”。对高温超导机理的研究不仅能够加深人类对微观量子世界的认识,更为重要的是对于探索具有更高Tc的超导材料和超导技术更广泛的应用都有非常重要的指导意义。     

重费米子体系中演生量子态及其调控的研究进展

作为典型的强关联电子体系,重费米子材料表现出丰富的量子基态,如反铁磁序、铁磁序、非常规超导、非费米液体、自旋液体、轨道序和拓扑态等。相比其他强关联电子体系,重费米子体系的特征能量尺度低,可以通过压力、磁场或掺杂等参量对不同量子态进行连续调控,因而是研究量子相变、超导及其相互作用的理想体系。本文重点介绍国家重点研发计划项目"重费米子体系中的演生量子态及其调控"执行两年来,在重费米子电子相图、量子相变、超导、强关联拓扑态、微观电子态等前沿科学问题上的研究进展。着重介绍了重费米子超导体CeCu_2Si_2的超导序参量,在重费米子材料YbPtBi中发现的外尔费米子激发,低载流子浓度近藤晶体中的关联拓扑电子态,以及CeTIn_5体系中的局域-巡游转变和重费米子态的微观机理研究等。这些研究成果加深了我们对重费米子体系中丰富的演生量子态及其调控的理解,为项目后期研究的凝练和深化奠定了坚实的基础。     

21世纪量子通信技术研发热潮及其多行业推广——量子信息技术发明与专利战略背景研究

进入21世纪,出于促进社会全面信息化和维护国家总体性安全利益的客观需要,越未越多的大国都在密切关注如何能找到一种比电子信息技术更为高效、安全的信息传输方式、途径和手段,并纷纷投以巨资,开展系统尝试与艰巨研发.而此前先在欧美国家悄然兴起,稍后即有我国科学家共同参加开创研究的量子通信技术及量子信息技术,恰恰是这种具备绝对安全性的追求目标.本文围绕电子信息技术所必然会出现的进一步更新和转换趋势,量子通信及下一代信息技术的优异性能特征与目前研发热潮,量子通信及新型信息技术在社会多行业的应用与推广前途等现实重大态势,进行了前瞻性探讨和背景分析.     

地球与空间微物理场研究及其应用系统构建

本文从地球资源利用、自然灾害应对等全球性科学问题的角度阐明了构建公共的地球与空间微物理场探测共享系统、建立地磁定位导航等应用系统以及它们在气象、水文、海洋、地震、生态、环境、医学、工业、农业、交通等相关领域中应用的重要意义。并通过相关领域国内外研究进展和相关科学研究与社会经济发展需求分析,提出了研究设想;预测了地磁研究对我国国民经济建设可能带来的巨大影响和未来发展趋势;最后,提出了积极推进地磁应用的几点建议。     

量子认知的研究回溯、核心应用领域与未来展望

量子认知是当代认知科学哲学体系中的一个新型的边缘分支学科,借助量子力学理论的数学方法对认知科学哲学领域中的现象构建模型,从而研究与描述人类认知,最为核心的应用领域是决策行为。近年来,一种基于量子理论的量子决策模型为解决传统决策模型难以解决的问题提供了新的思路。该模型打破了传统决策模型中经典概率理论的禁锢,为决策理论的发展指明了新的方向。然而,相较于其他较为成熟的认知科学哲学分支,量子认知的研究仍处于起步和发展阶段,还需要深入开展量子认知的基础理论研究、积极探索量子认知的神经生理基础、构建类量子贝叶斯网络以优化决策、发展量子博弈以拓宽量子认知疆域等。     

耐高温光学级聚碳酸酯的合成与制备技术研究

耐高温透明材料的应用正从普通工业领域的耐高温视窗玻璃,逐渐渗透到航空航天领域的透明件.耐高温视窗玻璃是用在高温视窗上的一种具有较高耐热性能和良好透明度的特种透明材料.一般将工作温度大于150℃的视窗玻璃称之为耐高温视窗玻璃,广泛应用于各种高温工业观察窗口,例如锅炉视镜、压力容器视镜、管道视镜、烤箱玻璃等.航空航天领域的...     

澳大利亚农业研究开发与推广体系转型发展的历史及其政策争辩

20世纪90年代以来,澳大利亚政府依法创建了各种以产业主导的“研究开发公司”和“合作研究中心”,并通过转型发展逐步建立起多元主体参与、用户导向的农业研究开发与推广服务体系,并使重点逐步转向产业创新、社区能力建设和环境推广服务。澳大利亚农业研究开发与推广体系转型发展是对传统的以政府为主导的服务体系的某种改革和突破,因此引发了激烈的政策争辩,包括政府部门提供服务的适当性及目标指向等。澳大利亚农业研究开发与推广服务体系转型发展尽管存在许多问题,但其创建以产业为主导的服务体系的另类经验及其引发的政策争辩,依然值得我国在新时代农业研究开发和推广服务体系创新中借鉴和参考。     

微通道板及其组件处理与测试装备的研制与应用推广

2012年初,中国科学院高能物理研究所王贻芳所长决定:动员国内同行自主研制并批量生产20英寸微通道板光电倍增管(MCP-PMT),以实现江门中微子实验(JUNO)中的中心探测器和反符合探测器对光子的探测,进而打破国外产品垄断和降低价格风险,并提高国内电真空器件的整体研制水平.当时的技术方案是采用两块微通道板(MCP)以...     

尼龙6及其多相体系的拉伸形变与屈服行为

为了明确聚合物多相体系拉伸形变过程的宏观规律与物理机制,以有助于实现给定相关边界条件时材料屈服行为、形变特征以及材料服役行为和使用寿命的预测,本工作详细研究了尼龙6及尼龙6基多相体系的拉伸形变与屈服行为,考察了分子结构特征、凝聚态结构特征、测试条件等因素对材料形变行为的影响。已经基本明确了PA6及PA6基多相体系中的屈服特性、二次屈服的表现形式、二次屈服现象的影响因素及其作用机理、二次屈服现象的模型表达以及二次屈服现象与形变过程中形态结构演化的关系。     

松辽黑猪繁育体系的建立及其杂交利用的研究

松辽黑猪（Songliao Black swine）是吉林省农业科学院畜牧分院承担的“八五”农业部和吉林省科技厅重点攻关项目，是该院培育的具有自主知识产权的地方品种猪，1998年获吉林省科技进步二等奖。它是在“七五”承担吉林中型猪合成系选育课题的基础上，由吉林中型猪的黑系经过选育培育出的瘦肉型新品系，它的基础群是由杜洛克、长白和本地猪三品种杂交育成。     

痕量有毒有机污染物的生物光学检测方法与仪器研究

基于表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）检测原理的仪器,目前在整体水平上,仍处于通用实验室仪器的研究阶段,开发的仪器主要面向科研单位,还没有能应用于现场且价格便宜的仪器。本课题的目的是建立基于SPR技术的多种痕量有毒有机污染物的快速检测方法,开发表面等离子共振技术和免疫检测技术相结合的快速检测仪器。研究的主要内容是SPR生物检测技术,样品前处理技术,开发配套试剂盒和专用SPR快速检测仪器。预期达到的目标包括研制出具有自主知识产权用于测定痕量有机污染物的小型SPR检测仪器,     

德国的研究开发体系与创新系统

本文通过分析德国R&D体系的几个特征,结合一些具体事例,试图凸现隐含在德国技术政策中的文化因素.以德国联邦(州)政府、工业界以及学术界之间通力合作为主导,致力于技术创新和推广的服务网络模式,是一种非常成功的体制,很值得我们认真学习.     

规模高效养猪小区生产要素调控技术的研究与示范

本文针对生猪以农户经营为主、人畜不分的现状，在吉林省牧业局立项，提出了兴建规模高效养猪小区，进行优质安全肉猪生产的发展思路，开展了小区规划设计与建设，带动公主岭市小区发展；对猪肉品质评定方法和猪肉胴体分级标准进行深入研究，制定了胴体分级标准；对夏季不同结构育肥猪舍小气候环境、北方冬季规模猪场非供热猪舍小气候环境猪等合内参数进行了深入研究；开展了寒冷地区冬季生产沼气的技术研究，建立了生猪养殖、清洁生产、加工、技术服务四大技术体系，依靠自有成果，推广I8项科技成果，促进县域经济发展。     

基于知识进化视角的技术创新与品牌进化耦合机制研究

技术创新和品牌进化是创造企业竞争优势、推动企业进化的重要力量。技术系统通过企业价值链体系形成技术联动关系,并通过技术交流和学习,推动知识进化。品牌系统在市场导向下配置企业内部和外部的品牌知识和能力资源,促进内外部知识的流动,形成品牌竞争能力以积极应对外部环境。知识的进化促进技术创新和品牌进化,相互影响,形成了共生耦合关系。基于回族老字号企业的案例研究视角,分析技术创新和品牌进化过程,提出构建技术创新与品牌进化共生耦合机制和促进老字号改造升级的路径。