轴耦合道路模拟机

采埃孚“底盘系统”业务部的轴耦合车桥试验台以其优异的特性被广泛应用于多种车辆类型的试验，从小型车辆，如大众Polo，到SUV，如戴姆勒M级，宝马X5，以及厢型车辆，如戴姆勒Sprinter，大众Crafter等车型车桥的测试中。轴耦合试验台对于车桥道路数据的模拟试验使设计人员能够在台架试验中获得实际路况条件下载荷时间函数。车轴的耐久性测试有两种方式：一种是在汽车制造商指定的放行试验试验场进行的道路试验，另外一种是轴耦合试验台进行的车桥道路谱模拟试验（车桥试验台简称“SSP”=道路模拟试验台），道路谱是利用记录在汽车制造商指定的测试路段上的实际采集数据。道路模拟试验可以代替驾驶试验，并且具备以下几个重要优势：1.节省试验时间 （因为24小时连续试验，使得测试时间减少到20%以下） 2.试验不受天气影响3.可过滤掉不会造成损伤的测试路段，以缩短测试时间4.载荷试验的可重复性精度提高轴耦合试验台由两个对称的加载单元组成，分别布置在静压支撑旋转平台上，这样的设计使得车桥在试验中可以转向。纵向、横向、垂直作用力以及制动、转向、外倾和动力输入等力矩可以被导入到车桥结构当中。方向盘的旋转由伺服控制液压马达完成。同时试验台也可以进行不带转向的试验。

ATEC阿泰可四立柱轮胎耦合道路模拟环境舱(带阳光模拟)该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统，主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试，以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。车辆轮距及轴距调整范围大，且采用自动调节，方便快捷，提高设备运行效率盖板采用隔热材料，隔热效果更好，盖板移动采用自动装置，更加便捷 主要技术指标1 温度指标1. 温度范围：-40℃～+80℃；2. 温度均匀度：≤±2℃(空载)；3. 温度偏差：≤±2℃(空载)；4. 温度控制精度：≤±0.5℃（无热负荷，稳态）≤±2℃（有热负荷，稳态）5. 升温速度：≥1℃/min（全程平均，带车辆，无热负载，出风口测量）；6. 降温速度：≥0.7℃/min（全程平均，带车辆，无热负载，出风口测量）；7. 湿度范围：10 %R.H.～95%R.H.8. 阳光模拟：红外线光谱辐射灯9. 辐射强度：600～1200W/㎡（可调节）10. 辐射区域（长×宽）6000×2500mm11. 垂直移动距离：辐射灯下距离舱底表面2.5～4.2m可调依据标准GB/T 2423.1-2008 试验A：低温试验方法GB/T 2423.2-2008 试验B：高温试验方法GB/T 2423.3-2006 试验Ca：恒定湿热试验GB/T 2423.4-2008 试验Db：交变湿热试验方法1，2QC/T 413-2002、ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》QC/T 413-2002中关于3.11产品耐温度/湿度循环变化性能的要求ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验 第4部分：气候负荷》中5.2温度梯度、5.3.1规定变化率的温度循环、5.6湿热循环、5.7稳态湿热对测试的要求GB /T 2423.24-1995太阳辐射试验IEC60068-2-1：2007 低温试验方法AbIEC60068-2-2：2007 高温试验方法BbIEC60068-2-30：2005 交变湿热试验方法DbIEC60068-2-78：2007 恒定湿热试验方法CabGJB 150.3A-2009 高温试验GJB 150.4A-2009 低温试验GJB 150.9A-2009 湿热试验的试验标准要求 创新点：该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统，主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试，以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。 车辆轮距及轴距调整范围大，且采用自动调节，方便快捷，提高设备运行效率 盖板采用隔热材料，隔热效果更好，盖板移动采用自动装置，更加便捷

中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、林毅恒等人与中科院量子信息重点实验室罗希望等合作，在拓扑相变量子模拟方面取得重要进展。通过发展高自旋离子阱体系的调控技术，实现了对三重简并拓扑单极子的量子模拟，观测到具有不同拓扑荷的单极子之间的相变，并展示了自旋张量在其中的重要作用。该研究结果于2022年12月14日以“Observation of Spin-Tensor Induced Topological Phase Transitions of Triply Degenerate Points with a Trapped Ion”为题，发表在《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 129, 250501 (2022)] 。 　　拓扑物态是当前物理研究的前沿和主流领域之一，为新材料、新器件的设计带来了新的思路，乃至对我们深入理解宇宙基本粒子的性质都具有重要的意义。2016年，诺贝尔物理学奖便授予了在拓扑物理学方面做出开创性贡献的三位科学家。拓扑源自于数学，指在局部的连续变化下保持不变的整体性质。比如面包圈和茶杯拓扑等价，这是由于他们都有一个穿透的洞，而洞的个数是一个拓扑性质，对应拓扑荷。科学家发现，拓扑在凝聚物质的一些物理特性上也起到关键作用，这些物理特性不依赖样品的细节，完全由系统状态的整体拓扑性质确定。而拓扑相变——具有不同拓扑性质的状态之间的转变——一定是不连续的跃变。例如在一些半金属材料中，能带简并点形成的类似单极子的拓扑结构可以具有不同的拓扑荷，探索他们之间的拓扑相变是目前的前沿研究方向之一。同时，简并点附近的准粒子激发表现出类似基本粒子的行为，探索其拓扑相变对于探索新型粒子也具有重要意义。 　　此项研究针对拓扑相变中的一类重要的费米子——三重简并费米子模型进行实验模拟。该模型对应自旋为1的拓扑单极子，在近期的研究中受到广泛关注。然而，在固体材料体系中，直接观测这种三重简并点的拓扑相变需要复杂的调控，目前难以实现。因此，高度可控的量子模拟器为研究拓扑现象提供了新的途径。这项研究中，通过使用在超高真空环境束缚的铍离子，结合微波、射频等的精准调控，构建多能级的量子体系，可以有效的观测自旋为1的拓扑单极子的行为。通过调控实验参数，研究人员清晰的观测到量子态的拓扑相变，并且提取出高阶自旋张量在其中的贡献(图1所示)。该工作发展出的高度可调控的多能级束缚离子系统，为研究高自旋物理提供了良好的平台，并为进一步研究新奇高阶拓扑简并态以及其他拓扑单极子现象铺平了道路。图1. 自旋为1的拓扑量子模拟实验结果。左图：实验观测到的拓扑相变行为，其中 β-2 对应拓扑荷为2， β-2 对应拓扑荷为0；不同颜色的数据代表拓扑相变中各种分量的贡献，其中黄色数据代表张量部分的贡献，实线为对应的理论预测结果。右图：实验观测张量椭球在拓扑相变点 β≈-2 附近的几何环绕行为。自旋张量椭球在参数空间中特定回路的演化，可以清晰的反应张量对拓扑荷的贡献。研究中使用的离子阱实验系统属于近几年迅速发展起来的高自旋量子模拟器。中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、林毅恒教授带领团队从无到有搭建了实验平台，并成功发展了一系列新型的高自旋操控技术，包括使用动力学去耦将三能级状态相干时间提高一个数量级[Phys. Rev. A. 106, 022412 (2022)]；通过解析模型辅助的形状脉冲，以实现四能级系统的两个近邻跃迁之间的快速普适调控[Phys. Rev. Applied. 18, 034047 (2022)]。上述工作为本文的研究奠定了核心实验基础。中科院量子信息重点实验室罗希望教授、美国德克萨斯大学达拉斯分校张传伟教授为本文的工作提供核心理论支持。 　　审稿人高度评价该工作，指出“...importantly, the spin-tensor-momentum-coupling could be generated for spin-1 systems and induce intriguing quantum phenomena different from spin-1/2 ones. This work is of interest and importance.”(“……重要的是，自旋-张量-动量的耦合可以通过自旋为1的系统生成，导致与自旋1/2不同的有趣的量子现象。这个工作是有意思的和重要的。”) 　　中科院微观磁共振重点实验室博士研究生张梦翔、李岳以及袁新星博士为该论文共同第一作者，杜江峰院士、林毅恒教授和罗希望教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中科院、科技部、安徽省的资助。

6月20日，在坐落于廊坊市的中国核电工程有限公司研发基地中，由中国核电工程有限公司和哈工大范峰教授团队联合开展的严重事故下“华龙一号”安全壳结构性能试验，圆满完成了热压耦合工况全部试验任务。该试验为世界上最大尺寸安全壳模型高温－高压耦合加载工况下的结构性能试验，填补了国际上安全壳结构在严重事故导致的高温－高压－高湿复杂环境作用下的试验空白。试验模型以“华龙一号”预应力混凝土安全壳为原型，按照1:3.2的缩尺比进行设计，是目前世界上最大尺寸的安全壳试验模型。试验模拟严重事故下安全壳结构极限性能，试验工况复杂，难度极大，试验前期准备工作历时3年。试验在国内外首次实现预应力混凝土安全壳模型高温－高压耦合加载工况，可以真实地模拟安全壳在严重事故下的高温－高压－高湿复杂环境及其对结构的耦合作用。安全利用核能是核电发展的前提和最高原则。核安全壳在服役期内面临多种极端作用的严峻威胁，但世界范围内有关安全壳结构严重事故下的结构性能研究试验手段滞后。该试验解决了国内外已有研究成果中因为模型尺寸小、无法反映原型结构失效路径和破坏模式的关键问题，高温－高压耦合加载工况能够更真实地反映安全壳在严重事故下的力学行为和失效机理，为“华龙一号”安全壳原型结构在严重事故下力学性能和薄弱环节的安全评估提供了重要科学依据和技术支撑。试验团队建立了考虑预应力影响、非线性影响、温度场影响、热压耦合等多因素的安全壳试验全过程仿真模型，进行了系统的试验设计，同时考虑了安全壳的大容积给高压和高温协同加载带来的技术挑战、高温－高压－高湿环境下的实时监测难度、高温－高压耦合加载下安全可靠的防护设置，进行了系统、精细、完备的安全壳试验预分析和实时同步仿真，为圆满完成试验奠定了坚实的基础。试验成功按照预设的温度－压力加载曲线进行加载，验证了安全壳高温、高压长时间持荷下的结构性能。哈工大空间结构研究中心在沈世钊院士、范峰教授的带领下，立足于国家重点工程和重大需求，积极与中国核电工程有限公司合作，在先进核电厂安全壳结构抗爆抗冲击性能、新型结构体系、精细化施工控制、极端环境的复杂试验方法等领域开展系统研究，取得了一系列突破性进展，为严重事故下安全壳系统性能全面提升、“华龙一号”后续新一代核电技术研发和在役核电厂安全运行提供了有力支撑。哈工大试验团队由范峰教授带领，支旭东教授、钱宏亮教授、严佳川教授、王化杰副教授、张荣博士、张志伟博士、博士生杨青屿参与相关研究工作，威海校区新能源学院谭建宇教授、郝晓文副教授、于秋红副教授、王方舟副教授参与加载系统的相关研究工作。试验现场穹顶吊装技术问题研讨

两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的宝瓶座海底实验室，模拟执行太空任务。 　　新浪科技讯 北京时间5月8日消息，据美国太空网报道，美国宇航局计划于近期展开一次海底实验，模拟执行太空任务。届时，两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的海底，模拟执行太空任务，从而检验外太空探测的新理念，掌握更多有关在极端恶劣环境下进行工作的知识。 　　美国宇航局5月4日宣布，将于本月10日开始进行第14次海底实验，为期14天。这次实验是NASA名为“极限环境任务实施”(NEEMO)项目的一部分。 　　加拿大宇航局宇航员克里斯-哈德菲尔德是此次海底实验的领导者。克里斯是一名资深宇航员，有过多次太空行走经历。从本月10日起，克里斯将带领其他参加实验的人员，在“宝瓶宫”海底实验室体验太空生活环境，展开模拟执行太空任务的实验。 　　据悉，美国宇航局(NASA)在佛罗里达州Key Largo附近的海底建立了一个名为宝瓶宫(Aquarius)的海底模拟实验室。这个能容纳6个人的实验室能够训练宇航员在模拟的环境下熟悉太空飞行，并开展一系列科学实验训练。宝瓶宫模拟器长14米，宽3米，装备有全套的设备，位于海面一下18米。借助于这个模拟器，宇航员不必要再等候轮到登上航天飞机或者进入国际空间站的机会去体验太空生存环境。 　　本月10日开始的此次海底模拟实验，将会利用海床模拟其他行星的表面和低重力环境。为准备此次海底实验，2009年10月潜水员在宝瓶宫模拟器附近放置了着陆器、探测车和模拟机械臂的小型吊车。 　　模拟执行太空任务 　　据悉，执行此次海底模拟实验的成员将会在宝瓶宫海底实验室内生活、进行模拟太空行走、操纵小型吊车来移动实验室，这同在外星球上搭建宿营地非常相似。 　　当潜水员执行操作并检测这些技术时，将会为美国宇航局工程技术人员提供非常有价值的信息和反馈。预计在此次的海底实验中，实验人员将会从着陆器上取下一个模拟月球车、从着陆器上取下少量荷载并模拟将一名失去行动能力的宇航员从海床转送回舱内。 　　据了解，此次试验的着陆器和探测车模拟器同美国宇航局考虑用于未来行星探测的着陆器和探测车大小相仿。模拟着陆器的宽度比一辆校车的长度还要大，几乎是其三倍高。宽13.7米，高8.5米，有一个3米高的吊车。模拟探测车比一辆SUV稍大，高2.4米，长4.3米。 　　训练海中溅落 　　哈德菲尔德2001年4月份航天飞机执行STS-100任务时，执行过两次太空行走任务，操纵国际空间站的Canadarm2机械臂。1995年他还在STS-74任务中，执行过大量操纵航天飞机Canadarm的任务。其他参加此次海底实验的人员包括，美国宇航局宇航员兼太空飞行医生托马斯-马斯伯恩，“月球车”副项目经理安德鲁和科学家史蒂夫-夏贝尔。北卡罗来纳大学的詹姆斯和内特-本德是建设外星球露营地的技术人员，他们将会提供工程技术支持。 　　在宝瓶宫实验室内时，实验小组将会进行生命科学实验，主要关注在极端环境下人们的行为、表现和心理。此次实验还将对自动开展工作展开研究。也就是说，实验中将会有一段时间成员间的通信和任务控制中心的通联将受到限制，这中状况在未来人类探索火星或月球时也将会遇到。 　　据悉，宝瓶宫实验室归属于美国国家海洋和大气管理局，由北卡罗来纳大学操作运行。

世界最新型单体化300KN大样品双电源热力模拟试验机在武钢安装调试成功 ---调试期间武钢在大样品超快冷实验方面取得了实质性进展---- 日本富士电波工机生产的Thermecmastor-Z以其划时代的先进设计，精良的制造工艺和精准的控制及数据获取能力于2013年11月8日在武钢顺利通过验收。它在大载荷大试样，双加热电源工作模式及高精度非接触测量方面开创了热模拟设备应用的先河。 新型Thermecmastor-Z,300KN在保持原有高频电源的优点下,增加了一个通电电阻加热电源。所具备的双电源（高频和通电）保证大样品30x30x140mm在足够宽的范围内（30mm）保持温度均匀，使得随后的大变形数据精确。300KN大载荷能保证大变形得以实现。和加载同步的1/2400次的LED非接触测量膨胀跟踪测定使得大变形后CCT/TTT的测定更准确。 上述3点的完美组合决定了它能比其它热模拟机种热加工更大的试样，大变形后依然可以再简单地加工成为一根完整的拉伸试样，这帮助材料科学家完成了一个夙愿,即可以直接在一个样品上完成材料成分-组织-性能的完全一一对应的研究。从此以后热模拟试验将可能会从目前的以模拟组织为主转向直接模拟拉伸强度为主，将从根本上消除了目前以组织推测性能的不确定误差，预计该设备将帮助武钢大大缩短高强钢的研发速度。 大变形导致大畸变进而导致晶粒细化使得钢铁材料生产在不增加任何成本条件下实现同时提高材料强度和韧性的目的。大吨位大变形大样品晶粒细化热模拟研究1990年代始于日本，已然取得一系列重大成果，为获此成果该设备发挥了极为关键的作用。预计武钢将在该领域填补国内空白从而跻身于世界该领域第一梯队。 尤其难能可贵的是在设备安装调试期间，中日技术人员精诚合作，在大试样超快冷实验方面取得了实质性进展。这将为中国钢铁行业超快冷研究提供新的依据，该试验成功在世界上尚属首次，表明武钢及时引近及时消化及时创新能力已然达到世界先进水平，预祝武钢使用该设备取得更多令世人瞩目的成果。 特地提醒各位材料工作者的是,尽管采用高频电源加热方式可以获得比通电电阻加热方式更为准确的材料相变点和CCT/TTT曲线,这一点已经成为业界共识.然而使用高频电源可以对各种复杂形状产品进行热模拟试验也是通电加热所无法实现的，高频电源这一特点往往不被广大中国用户知晓。希望引起大家关注. 最后希望日本双电源热模拟越来越受到中国材料工作者的喜爱，为中国从钢铁大国走向钢铁强国贡献特殊的力量。 以下是Thermecmastor-Z,300KN的部分试样照片, 和以前武钢拥有的Thermecmastor-Z,100KN相比,试样种类增加了很多。 以前只有单向拉伸和压缩样品 下排左1---变形后大样品大变形平面应变试样(30x30x140mm),双电源 下排左2---变形前大样品大变形平面应变试样(30x30x140mm),双电源 下排左3---变形后中等变形平面应变试样(20x20x140mm),双电源 下排左4---变形前中等变形平面应变试样(20x20x140mm),双电源 下排左6---变形后小变形平面应变试样(20x20x140mm), 高频电源 下排左5---变形前小变形平面应变试样(10x20x50mm),高频电源 下排右1---水气共同控制超快冷中等变形平面应变试样(20x20x140mm),双电源 下排右2---水气共同控制超快冷大变形平面应变试样(30x30x140mm),双电源 上排右1上部----拉伸试样(中心部位&phi 8x12mm),使用高频电源 上排右1下部2个---单轴压缩试样&phi 8x12mm和压缩后样品,使用高频电源 上排右2---焊接热循环试样(中心部位&phi 8x12mm),双电源或高频或通电电源 上排右3---焊接热循环试样(无中心部位,整个样品&phi 10mm),高频电源 上排左1---冲击试验用焊接热循环试样(中心部位11x11x70mm),双电源或高频 或通电电源

量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象。科学家发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态，发现了量子霍尔系统的能带结构和系统的边界态密切相关即存在体相与边缘的对应，并利用陈数（Chern number）来区分不同的拓扑结构，以陈绝缘体来描述相关拓扑物态。陈绝缘体材料可通过第一性原理计算预测以及实验合成并检测，过去几年出现了系列创新性成果，有望发展出具有实用价值的器件。随着量子系统调控技术的发展，研究利用各种人工可控量子系统来模拟陈绝缘体并揭示其性质。超导量子计算系统具有运行稳定、通用性强的优势，将是模拟陈绝缘体的理想平台。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心，与北京量子信息科学研究院、南开大学、华南理工大学、日本理化学研究所等合作，利用集成有30个量子比特的梯子型量子芯片，实现了具有不同陈数的多种陈绝缘体的模拟，并展示了理论预测的体边对应关系。该团队制备了高质量的具有30比特的量子芯片，在实验中精确控制其量子比特之间的耦合强度，并降低比特间串扰，（图1、2），实现了一维和梯子型比特间耦合的构型。 该团队设计模拟方案，将二维陈绝缘体格点模型的一个维度利用傅里叶变换映射为人工控制相位，从而用一维链状量子比特来实现其模拟（图3）。 基于同样的思想，双层二维陈绝缘体则可以利用两个一维链状平行耦合，形成梯子型比特间耦合的量子芯片实现，而人工维度相位控制还可实现双层陈绝缘体不同的耦合方式。这样便实现了不同陈数的陈绝缘体。该工作通过激发特定量子比特、测量不同本征态能量的方案，直接测量拓扑能带结构（图4）并观测系统拓扑边界态的边界局域的动力学特征，在超导量子模拟平台证实了拓扑能带理论中的体边对应关系（Bulk-edge correspondence）（图5）。此外，利用全部30个量子比特，在超导量子模拟平台上通过模拟双层结构陈绝缘体，实验上首次观察到具有零霍尔电导（零陈数）的特殊拓扑非平庸边缘态（图6）。此外，实验上探测到具有更高陈数的陈绝缘体。该研究通过精确控制超导量子比特系统及读出的技术方案，实现对量子多体系统拓扑物态性质的复现与观测，并表明30比特梯子型耦合超导量子芯片的精确可控性。相关研究成果以Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor为题，发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14,5433 (2023)】上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。图1. 30比特梯子型量子芯片耦合强度信息。（a）15比特实验中测量到的量子比特间（最近邻和次近邻）的耦合强度信息。（b）30比特实验中测量到的量子比特间（最近邻、次近邻和对角近邻）的耦合强度信息。图2. Z串扰矩阵。Z串扰系数矩阵，每个元素代表着当给横轴比特施加1 arb.units幅度的 Z方波时，纵轴比特感受到的方波幅度，后续将根据该系数矩阵进行Z方波矫正。图3. 30比特梯子型量子芯片以及映射AAH模型的实验波形序列。（a）超导量子处理器示意图，其中30个量子比特构成了梯子型结构。（b）通过在y轴进行傅里叶变换，将二维霍夫施塔特（Hofstadter）模型映射为一系列一维不同配置的 Aubry-André-Harper (AAH) 模型的集合。（c）通过改变合成维度准动量Φ用以合成一系列AAH模型的量子比特频率排布，其中b=1/3。（d、e）用以测量动力学能谱（d）和单粒子量子行走（e）的波形序列。图4. 动力学光谱法测量具有合成维度的二维陈绝缘体的能谱。（a）对应于Q8的随时间演化的数据，其中b=1/3，Δ/2π=12MHz，Φ=2π/3。（b）利用15个量子比特响应函数得到的傅里叶变换振幅的平方。（c）沿着比特维度将傅里叶变换振幅的平方求和。（b）利用15个量子比特参数数值计算求解的二维陈绝缘体的能带结构，其中，b=1/3，Δ/2π=12MHz。（e、f）对于不同的Φ，实验（e）和数值模拟（f）得到的能谱对比。图5. 拓扑边界态的动力学特征以及拓扑电荷泵浦。（a1-3）分别激发Q1（a1）、Q8（a2）、Q15（a3）测量到的激发态概率的时间演化，其中，b=1/3，Δ/2π=12 MHz，Φ=2π/3。（b1-3）分别利用Q1（b1）、Q8（b2）、Q15（b3）作为目标比特测量得到的能谱部分信息。（c1-c3）激发中间比特Q8，测量得到的对应于向前泵浦（c1），不泵浦（c2）和向后泵浦（c3）的激发态概率演化，其中，Δ/2π=36MHz，初始Φ0= 5π/3。（d）根据图（c1-c3）计算得到的质心随着泵浦周期T的变化。图6. 利用全部30个量子比特模拟双层陈绝缘体。（a、b）实验测量的对应于相同Δ↑(↓)/2π=12 MHz（a）和相反 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12MHz（b）周期性调制的两条AAH一维链的构成的双层陈绝缘体的能谱，黑色虚线为对应的理论预测值，其中，b=1/3。霍尔电导定义为对所有被占据能带的陈数Cn的求和：σ= ∑nCn ，其中定义e2/h=1。（c、d）选择Q1,↑和Q1,↓为目标比特测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=12 MHz（c）和相反Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz。（d）周期性调制系统的能谱的部分信息。（e-g）当激发边界比特（Q1,↑ 或 Q1,↓），测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=0MHz（e），Δ↑(↓)/2π=12 MHz（f）和 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（g）的占据概率时间演化。

p style=" text-indent: 2em " 提及天价设备，我们容易想到光刻机行业霸主ASML生产的世界上最顶尖的EUV光刻机，单台售价超1亿美元，2018年，中芯国际首次向ASML订购EUV光刻机，采购价格高达1.2亿美元，大概相当于七亿人民币。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 241px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4add9eea-8f18-4022-9ae6-102ca95d41d3.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 450" height=" 241" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 其实，在科学仪器领域，也不乏这样的过亿天价设备，比如大阪大学两台价值约约合人民币2.72亿元的高端电镜（日立高新H3000与日本电子物质及生命科学超高压电子显微镜）、去年8月MTS系统公司2.14亿元中标的世界单套最大规模重载车辆道路模拟系统、以及 span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 32, 96) " strong 近日采购预算超7亿元的天津大学大型地震工程模拟研究设施地震模拟振动台采购项目。 /strong /span /span /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " 7亿元采购两套振动台系统，MTS独中5亿元 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 2019年11月28日，天津大学委托北京泛华国金工程咨询有限公司发布“天津大学大型地震工程模拟研究设施地震模拟振动台采购项目”，预算金额为7.156亿元。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 175px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4e270f62-2db7-4f85-9a34-eb4b5495787f.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 500" height=" 175" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 2020年1月21日，MTS系统公司与天津市天锻压力机有限公司共同中标，其中MTS系统中标金额超5亿元，天津市天锻压力机有限公司中标2.15亿元。 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 此次中标项目的“天价”主要体现在以下几方面： /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong 1） /strong 此次采购项目背后是天津大学牵头建设的世界上最大的地震工程模拟研究设施，总投资预计超过15亿元人民币。被称作继贵州“中国天眼”、广东散裂中子源、上海光源等之后的又一国家大科学装置，也是地震工程领域的唯一一个。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 2） /strong 此次中标，创下MTS系统公司有史以来单一合同订单最高金额纪录，合同总计金额超过7148万美元(根据当前汇率折算人民币超5亿元) /p p style=" text-indent: 2em " strong 3） /strong 由于此次采购项目金额巨大、技术要求比较高，单靠一个投标人的力量不能顺利完成的,所以采取了联合体投标形式，即MTS系统公司与天津市天锻压力机有限公司集中各自优势，以一个投标人的身份获得中标。 /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " 采购项目背景 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 2018年8月2日，国家发改委批复立项：依托天津大学高水平创新主体，建设开放共享、揭示复杂岩土介质与水动力环境中重大工程动力损伤机理的国家重大科技基础设施—“大型地震工程模拟研究设施”。总投资预计超过15亿元人民币。 /p p style=" text-indent: 2em " 设施总体目标为：面向地震工程领域需求，结合国内外优势力量，集中建设国际一流、规模最大、装备最先进、综合程度高、高度智能化、开放共享的大科学装置。设施可为解决地震工程研究中关键科学问题提供大尺寸大载重地震模拟、多点多维地震差动激励及地震-波流耦合激励等高水平试验手段，大幅提升我国防灾减灾原始创新能力和全社会减轻自然灾害风险的能力，加快地震工程领域人才培养，为提高我国地震灾害的防范水平提供重要支撑。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 236px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/8cef066b-b568-4966-a779-f1d45dfde727.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 450" height=" 236" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 大跨桥梁水下振动台台阵波流耦合试验现场效果图 /span /p p style=" text-indent: 2em " 项目首席科学家、天津大学校长钟登华院士说，该设施建设周期为5年，主要包括地震工程模拟试验系统、高性能计算与智能仿真系统、试验配套与共享系统等3大系统。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 269px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/5ad5b226-e052-4356-9baa-0388cd49c915.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" width=" 450" height=" 269" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 大型水坝-库水-岩体大型振动台试验效果图 /span /p p style=" text-indent: 2em " 在崭新的天津大学北洋园校区内将建设大型的“地震模拟振动台”，总建筑面积7.7万平方米。地震模拟振动台是开展抗震模拟研究的有效试验平台。目前国内外已有的地震模拟振动台或规模较小，或实验功能单一——不能同时模拟地震与其它多种灾害荷载的作用，已经不能满足一旦地震时确保工程安全和正常服役的需要。天津大学将建设尺寸荷载重量更大的地震模拟振动台，以及能同时模拟地震与水下波流耦合作用的振动台台阵试验装置。该设施建成后，可大幅提升我国工程技术领域的创新能力和水平。 /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " 关于中标的两套振动台系统 /span /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 323px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/e2e24e48-cebc-4281-af7a-cf9a9a0816a1.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" width=" 600" height=" 323" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " 据悉，该地震工程模拟试验系统包含两套独立的试验设施，建成之后，均为最大规格的地震工程模拟试验设备。其中一套系统为六自由度(6DoF)振动台，有效工作尺寸为16mx20m，有效负载为1350吨，可以开展足尺建筑或者低缩比模型的抗震性能评估。 /p p style=" text-indent: 2em " 另外一套系统是由两个6mx6m的六自由度(6DoF)振动台组成，每个振动台的有效负载均为150吨。两个振动台既可以独立工作，也能够联合起来组成台阵系统，并且该台振系统可以在3m深的水下工作，其中的一个振动台还能够在长度为57m的槽道中移动位置以满足不同跨度样件的抗震试验，例如各种类型的水利枢纽、桥梁、隧道、管路结构等等。水下台振系统周围将布置造浪模拟设备来模拟不同的海洋工况，可以将地震与波流组合起来实现多灾害现象的模拟。 /p p style=" text-indent: 2em " MTS系统公司首席执行官Dr. Jeff Grave表示，“ MTS系统公司在中国以及全世界的抗震工程以及多灾害试验模拟领域具有技术领先地位，拥有无与伦比的技术能力与专家团队。作为该行业的领军者，MTS系统公司是少数能够提供如此超大规模地震工程模拟设备的工程公司。这个项目包含了诸多挑战，复杂的系统集成、超大载荷与位移的控制、先进的地震仿真和模拟软件，并且将地震与波流结合起来开展试验应用。MTS能够赢得天津大学的项目，对此我们深表自豪，MTS将与天津大学共同努力创造更好的地震模拟试验技术，为中国以及全世界基础建设，包括大型水利枢纽、建筑、桥梁、可再生能源设施等，做出贡献，一同创造一个更加安全、美好、可持续发展的世界！” /p p style=" text-indent: 2em " 天津大学副校长，项目执行总指挥张凤宝教授表示，“我们非常期待与MTS系统公司一同建设这套世界最大规模、最先进的地震模拟系统，这套系统是我们大型地震工程模拟研究设施的基础系统之一，也是迄今为止在天津建设的首个国家重大科技基础设施的一部分。当整个项目完成之后，所有的科研成果将与全世界的同行共享，我们的目标是重大工程和基础设施建设更加安全、可持续。天津大学欢迎全球的科学家和工程专家来参观、指导未来的地震工程模拟试验研究。“ /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " 那些“高”价的仪器设备 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong 1）一套仪器设备订单成交，2.14亿元，3年分批交付 /strong 【 a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190812/490962.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 详情 /span /strong /a 】 /p p style=" text-indent: 2em " 2019年7月29日，MTS系统公司宣布获得世界单套最大规模重载车辆道路模拟系统订单，订单总额3040万美元(约2.14亿元人民币)，将为美国陆军设计、生产、制造与集成世界上最大的主轴耦合道路模拟器。该合同为长期持续投入合同，系统部件将在后续2020、2021、2022财年三个财年之中分批交付使用。 /p p style=" text-indent: 2em " 该道路模拟器将安装在美国陆军位于马里兰州的军阿伯丁测试中心。用于加速军用车辆耐久性测试，一旦投入使用，所需的测试时间将缩短75%至80%。通过在实验室中模拟真实路面环境条件，帮助陆军快速评估和改进车辆的可靠性和耐久性，以避免潜在的、耗时的现场故障。 /p p style=" text-indent: 2em " 除了道路模拟器，解决方案还包括MTS SWIFT EVO 50车轮力传感器，用于收集这些车辆在各种试验场地形上的实时数据。同时系统也采用了MTS最大液压动力系统，将可以提供每分钟达数千加仑的连续液压动力。该道路模拟器将能够用于测量最多五轴的载重车辆，对应车辆重量达100,000磅(约45.3吨)。 /p p style=" text-indent: 2em " “此套道路模拟器离不开MTS系统公司过去五十余年在重载车辆测试技术方面的开发能力与经验积累”，MTS系统公司总裁兼首席执行官Jeffrey Grave博士表示，“MTS公司很高兴能够应用商用车辆建模和仿真的知识，为陆军创建整车测试解决方案。这个新系统将有助于提高军用车辆的可靠性，并为陆军更佳性能量身定制车辆设计提供理论支持。” /p p style=" text-indent: 2em " strong 2）大阪地震，日立高新与日本电子这两台近3亿元高端电镜受损 /strong 【 a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20180624/466369.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 详情 /span /strong /a 】 /p p style=" text-indent: 2em " 2018年6月18日，日本大阪府发生里氏6.1级地震，位于大阪府茨木市的大阪大学超高压电子显微镜中心也遭遇强烈晃动，每台价值约23亿日元(约合人民币1.36亿元)的电子显微镜有两台受损，修复需要花费1年以上。受地震影响，一些世界顶级科研项目或出现停滞。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 418px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2ae993eb-c06b-4ca5-bfe2-047f5fd579d9.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" width=" 500" height=" 418" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " H3000 UHVEM（日立高新） /span /p p style=" text-indent: 2em " 该中心这两台高端显微镜，一台正是日立高新生产的H3000 UHVEM(3 MV ultra-high voltage electron microscope，300万伏超高压电子显微镜)，其高度为17米，使用世界最高电压对于较厚样品也能进行观察；另一台则是日本电子生产的Materials- and Bio-Science UHVEM(物质及生命科学超高压电子显微镜)，其高度为12米，能在一秒钟内对每一个原子的运动进行1600次拍摄。这两台电子显微镜可以观察到从物质及生物的微细结构到物质受到放射线损伤的情况，能观察到纳米级的微小结构。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4b2cb873-b969-4437-a040-682fd076074b.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" width=" 500" height=" 283" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em " Materials- and Bio-Science UHVEM（日本电子） /span /p p style=" text-indent: 2em " 此次地震致使产生高压的零部件脱落，对精密度有严格要求的电子加速器严重变形等，两台显微镜都遭受致命性打击。该中心主任保田英洋无奈地表示，已经完全不能使用，将与厂家等商谈进行修理，完全修复需要花费1年以上。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 3）南方科技大学2.8亿冷冻电镜二期采购：赛默飞中标其中2.6亿 /strong 【 a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20181225/477695.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 详情 /strong strong /strong /span /a 】 /p p style=" text-indent: 2em " 2018年12月24日，南方科技大学 “冷冻电镜项目二期采购”项目中标结果揭晓，中标金额2.82亿元。中标的生产供应商中，赛默飞成最大赢家，其中4套高端冷冻电镜Krios G3i中标金额为2.18亿元。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/d3dcbe57-ba9c-4c12-ad5f-93a6bc7dc12a.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em " Krios& #8482 G3i 冷冻透射电子显微镜 /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 4）西湖大学冷冻电镜采购项目揭晓：赛默飞1.53亿元中标 /strong 【 a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20181231/478034.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 详情 /span /strong /a 】 /p p style=" text-indent: 2em " 2018年12月27日，西湖大学“科研仪器设备(第四十一批)”采购项目结果公布，赛默飞Krios G3i等冷冻电镜系统以2225.7255万美元(根据当前汇率，约合1.53亿元人民币)中标。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 5）上海交大冷冻电镜采购揭晓：赛默飞1.05亿元中标 /strong 【 a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20181231/478035.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 详情 /strong strong /strong /span /a 】 /p p style=" text-indent: 2em " 2018年12月26日，“上海交通大学冷冻电镜系统”采购项目结果公布，赛默飞Krios G3i和Talos F200i分别以1094.8万美元(根据当前汇率，约合7527.3万元人民币)、438.5万美元(根据当前汇率，约合3014.9万元人民币)中标，总中标金额为1.05亿元。 /p p style=" text-indent: 2em " strong ...... /strong br/ /p

中国科学技术大学潘建伟、赵博等与中国科学院化学研究所白春礼小组合作，在超冷原子双原子分子混合气中首次实现三原子分子的相干合成。该研究中，科研人员在钾原子和钠钾基态分子的Feshbach共振附近利用射频场将原子和双原子分子相干地合成了超冷三原子分子，向基于超冷原子分子的量子模拟和超冷量子化学的研究迈出了重要一步。2月9日，相关研究成果发表在《自然》（Nature）上。 　　量子计算和量子模拟具有强大的并行计算和模拟能力，不仅能够解决经典计算机无法处理的计算难题，还能有效揭示复杂物理系统的规律，从而为新能源开发、新材料设计等提供指导。量子计算研究的终极目标是构建通用型量子计算机，但实现该目标需要制备大规模的量子纠缠并进行容错计算。当前量子计算的短期目标是发展专用型量子计算机，即专用量子模拟机，其能够某些特定问题上解决现有经典计算机无法解决的问题。例如，超冷原子分子量子模拟，利用高度可控的超冷量子气体来模拟复杂的难于计算的物理系统，可以对复杂系统进行精确的全方位的研究，因而在化学反应和新型材料设计中具有广泛应用前景。 　　超冷分子将为实现量子计算打开了新思路，并为量子模拟提供理想平台。但由于分子内部的振动转动能级复杂，通过直接冷却的方法来制备超冷分子十分困难。超冷原子技术的发展为制备超冷分子提供了新途径，可绕开直接冷却分子的困难，从超冷原子气中利用激光、电磁场等来合成分子。利用光从原子气中合成分子的研究可以追溯到20世纪80年代。激光冷却原子技术的出现使得光合成双原子分子得以快速发展，并在高精度光谱测量中取得了广泛应用。在光合成双原子分子成功后，科研人员开始思考能否利用量子调控技术从原子和双原子分子的混合气中合成三原子分子。在2006年发表的综述文章[Rev. Mod. Phys. 78，483, (2006)]中，美国国家标准局教授Paul Julienne等人回顾了光合成双原子分子过去二十年的发展历史，并指出从原子和双原子分子的混合气中合成三原子分子是未来合成分子领域的重要研究方向。由于光合成的双原子分子气存在密度低、温度高等缺点，无法用来研究三原子分子的合成。随着超冷原子气中Feshbach共振技术的发展，利用磁场或射频场合成分子成为制备超冷双原子分子的主要技术手段。从超冷原子中制备的双原子分子具有相空间密度高、温度低等优点，并且可以用激光将其相干地转移到振动转动的基态。自2008年美国科学院院士Deborah Jin和叶军的联合实验小组制备了铷钾超冷基态分子以来，多种碱金属原子的双原子分子先后在其他实验室中被制备出来，并被广泛应用于超冷化学和量子模拟研究中。 　　2015年，法国国家科学研究中心教授Olivier Dulieu等在理论上分析了从原子双原子分子混合气中合成三原子分子的可行性 [Phys. Rev. Lett. 115, 073201 (2015)]。 但由于三原子分子的相互作用复杂，无法精确计算，因而理论上无法预测三原子分子的束缚态的能量以及散射态和束缚态的耦合强度。中国科学技术大学研究小组在2019年首次观测到超低温下原子和双原子分子的Feshbach共振[Science 363, 261 (2019)]。在Feshbach共振附近，三原子分子束缚态的能量和散射态的能量趋于一致，同时散射态和束缚态之间的耦合被大幅度地共振增强。原子分子Feshbach共振的观测为合成三原子分子提供了新机遇。但由于原子和分子的Feshbach共振十分复杂，理论上难以理解，能否和如何利用Feshbach共振来合成三原子分子成为具有挑战性的问题。 　　该研究中，合作研究小组首次实现了利用射频场相干合成三原子分子。在实验中，科研人员从接近绝对零度的超冷原子混合气出发，制备了处于单一超精细态的钠钾基态分子。在钾原子和钠钾分子的Feshbach共振附近，通过射频场将原子分子的散射态和三原子分子的束缚态耦合在一起。在钠钾分子的射频损失谱上观测到射频合成三原子分子的信号，并测量了Feshbach共振附近三原子分子的束缚能。该工作为量子模拟和超冷化学的研究开辟了新道路。超冷三原子分子是模拟量子力学下三体问题的理想研究平台。三体问题十分复杂，即使经典的三体问题由于存在混沌效应也无法精确求解。在量子力学的约束下，三体问题变得更加难以捉摸。如何理解和描述量子力学下的三体问题是少体物理中的重要难题。此外，超冷三原子分子可以用来实现超高精度的光谱测量，为刻画复杂的三体相互作用势能面提供了重要基准。由于计算势能面需要高精度地求解多电子薛定谔方程，超冷三原子分子的势能面也为量子化学中的电子结构问题提供了重要信息。 　　研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院、安徽省、上海市等的支持。 　　论文链接

黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类特殊天体。20世纪70年代初霍金、贝肯斯坦等的研究表明黑洞具有热力学性质：黑洞具有正比于其视界面积的熵；黑洞会以热辐射的形式向外辐射粒子，其辐射温度正比于其表面引力；黑洞的质量、熵和温度等满足热力学第一定律。黑洞的热力学揭示了引力的量子效应。因而普遍认为，黑洞是通向量子引力理论的窗口。   实验检验黑洞的量子效应是颇具挑战性的任务，这是由于这些效应非常微弱，且极难观测。比如一个太阳质量大小的黑洞，其对应的霍金温度只有10-8K ，远低于宇宙微波背景辐射的温度（≈3K）。缺少直接的实验检验也是”引力量子化“理论研究迟滞不前的原因之一。在这样的情形下，人们试图在实验室系统中创造出一个等效的“弯曲时空”并研究相关的效应。这一研究被称作“类比引力”（analogue gravity）。它是由Unruh效应（一个在平坦时空中作加速运动的观测者将看到他处于一个热浴中）的提出者William Unruh于1981年首先提出。近日，中国科学院理论物理研究所研究员蔡荣根和理论物理所博士毕业生、现天津大学理学院量子交叉中心副教授杨润秋，与物理所研究员范桁、副研究员许凯及博士研究生时运豪等合作，在”类比引力“的研究中取得重要进展。该工作在超导量子芯片上观察到“模拟黑洞”的霍金辐射并研究了弯曲时空对量子纠缠的影响。相关研究成果发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14, 3263 (2023)】上。这一工作的理论基础是基于蔡荣根和杨润秋等在前期研究提出的模型，即在爱丁顿-芬克尔斯坦坐标下对空间坐标离散化，1+1维的无质量标量场和狄拉克场可以被量子化，并等价于耦合强度随格点位置变化的XY晶格模型；弯曲时空的度规信息则被编码在耦合强度的分布函数中。然而，如何在实验中实现这样一个耦合强度具有特定分布的XY晶格模型是颇有挑战性的问题。本研究利用一个具有10个量子比特与9个耦合器构成的一维阵列超导量子芯片，通过精确控制耦合器使比特之间的等效耦合强度按照从负到正分布实现了1+1维的弯曲时空背景，并观测了准粒子在弯曲时空背景下的传播行为。结果表明，在模拟黑洞的内部准粒子总是有一定概率通过视界辐射出去，其辐射概率满足霍金辐射谱。该团队利用量子态层析技术重构出黑洞外部所有比特的密度矩阵，计算了相应的辐射概率，证实了存在类比的霍金辐射。此外，该团队还在黑洞内部制备了一个Bell纠缠态并对比了平直和弯曲时空背景下的纠缠动力学。这一实验研究为在超导量子芯片中模拟弯曲时空和黑洞的量子效应开辟了新路径。该工作所使用的可调耦合器件由超导国家重点实验室SC5组研究员郑东宁和副主任工程师相忠诚提供。研究工作得到国家自然科学基金、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。日本理化学研究所和北京量子信息科学研究院的科研人员参与研究。超导芯片上的黑洞、弯曲时空耦合强度分布以及部分实验脉冲序列

最近，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈帅等与清华大学翟荟小组合作，在超冷铷原子玻色气体中人工合成自旋&mdash 轨道耦合的基础上，首次在实验上成功确定自旋&mdash 轨道耦合玻色气体在有限温度下的相图，标志着我国在超冷原子量子模拟这一重要实验领域占据了一席之地。该实验成果以封面标题的形式发表在4月初出版的《自然&mdash 物理学》杂志上。 　　此次研究人员首先利用拉曼耦合技术，人工合成了自旋&mdash 轨道耦合的超冷铷原子玻色气体。通过改变系统温度，他们首次观察到了玻色&mdash 爱因斯坦凝聚体(BEC)的转变温度在自旋&mdash 轨道耦合影响下的变化 在实验上确定了磁性平面波相BEC到非磁性条纹相BEC在非零温度下的相变曲线 同时观察到在自旋&mdash 轨道耦合作用下，玻色气体磁性的产生与BEC转变温度的一致性。科学家在这些现象的基础上，比较完整地描绘出有限温度下自旋&mdash 轨道耦合玻色气体的相图。 　　该发现有助于更清楚地理解自旋&mdash 轨道耦合的玻色气体的基本特性，展现了超冷量子气体在相互作用效应和热力学效应的共同影响下所产生的丰富的物理内容，是超冷原子量子模拟的一项重要进展，充分显示出量子模拟的强大功能。

高灵敏度、小型化的超声探测器在诸多方面发挥着重要应用，例如医学诊断、光声成像、无损检测等。目前，商用的超声波探测器主要采用压电换能器，但为了实现较高的灵敏度，往往需要较大的尺寸，其传感器的典型尺寸一般为毫米到厘米。 　　近些年来，随着微纳光电技术的发展，在硅芯片上微加工制备得到的光学超声波探测器可同时实现较高的灵敏度和空间分辨率。其中，微腔光力系统由于其高灵敏度、宽带宽、低功耗和易于集成等优越特性，引起越来越多的关注。由于微腔光力系统中的较强光力相互作用，微腔的机械位移可以通过光学共振信号来敏感读出。由于机械共振增强了响应，且光学共振可增强读出灵敏度，因此微腔光力系统已被证实是位移、质量、力、加速度、磁场和声波等物理量的高灵敏探测理想平台。 　　前期工作中，研究人员已在各种体系的光学微腔中实现超声波/声波的探测，例如二氧化硅微腔、聚合物微腔、硅微腔等。多数超声波探测是在液体环境中实现的。而在空气环境中，由于超声波吸收损耗大，且声源/空气界面处的阻抗失配大，高灵敏度的超声波探测依然颇具挑战。前期工作中，空气耦合的超声波探测只在1 MHz以下频段实现。空气耦合的超声波探测在一些特定场景中具有重要应用，例如气体光声光谱和非接触式超声医学成像等。 　　为了提高空气耦合的超声波探测灵敏度，并拓展探测频率范围，近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究人员使用微芯圆环腔演示了在MHz频率范围内的空气耦合高灵敏度超声波探测。 在该工作中，研究人员通过光刻、氢氟酸腐蚀、氟化氙刻蚀、二氧化碳激光回流的微加工工艺，制备了带有较细的硅基座的微芯圆环腔，从而减少来自衬底的机械运动的约束，获得了在2.56 MHz的一阶拍动模式下约700的高机械品质因子，同时光学品质因子达到107以上。凭借较高的光学和机械品质因子，以及与超声波具有较大空间重叠的2.56 MHz的一阶拍动模式，他们在机械模式附近0.6 MHz的频率范围内实现了仅受热噪声限制的灵敏度，在0.25-3.2 MHz的频率范围内实现了46 μPa/Hz1/2-10 mPa/Hz1/2的灵敏度。此外，他们在机械共振频率下利用超声波驱动传感器时观察到了二阶和三阶机械边带，通过测量不同超声波压强(P)下的信噪比(SNR)，发现一阶、二阶和三阶机械边带的分别与P、P2和P3大致成正比，三个机械边带上的测量强度与理论结果一致。这种非线性转换提供了一种扩展位移传感动态范围的方法。　　该研究演示了一种基于微芯圆环腔的空气耦合高灵敏度MHz频段超声波探测方案，实现了宽带、高灵敏度超声检测。这项工作拓宽了使用微腔光力系统进行空气耦合的超声波探测的频率范围，并获得了较大频率范围的热噪声主导区域。相关研究成果以High-Sensitivity Air-Coupled Megahertz-Frequency Ultrasound Detection Using On-Chip Microcavities为题于近日发表在Physical Review Applied上。相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委项目和中科院基础前沿科学研究计划的支持。图1 (a) 微芯圆环腔的光学显微镜图。(b) 模拟的回音壁模式的基模光场分布。(c) 1550 nm附近微腔的透过率谱。(d) 超声波探测实验装置的示意图。图2 (a) 微腔超声波探测器的噪声功率谱(黑色实线)与在2.56 MHz频率处施加了超声波信号的响应谱(绿色实线)，虚线为计算得到的理论噪声。(b) 微腔超声波探测器的系统响应，即微腔对不同频率的超声波的响应。(c) 微腔超声波探测器的压强(左轴)和力(右轴)灵敏度谱。图3 (a) 施加单频超声波后不同阶机械边带的响应。(b) 一阶、二阶、三阶机械边带的与超声波压强的关系。

4月15日，中交四航局成功研制国内首台海洋环境与动荷载耦合试验设备，并拥有了该产品的自主知识产权。 　　该设备包括动载加载装置与海洋环境试验箱两部分。其中，动载加载装置为50吨疲劳试验机，可提供多种频率与加载方式的动荷载 海洋环境试验箱可提供盐水浸泡、盐水涨落及盐雾喷洒环境，模拟海洋水下区、水位变动区及浪溅区等海洋环境特点。整个设备真实模拟了海工建筑物在荷载与环境耦合作用下的工作环境，首次实现了动载与海洋环境耦合加载，填补了工程实际中环境与荷载耦合作用下混凝土耐久性研究领域的技术空白。该设备同时也为中交四航局参与的交通运输部“十一五”重大专项课题“环境与荷载耦合作用下海工混凝土结构耐久性及可靠度设计方法研究”的顺利开展提供了技术保障。

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/3b43fd2d-1e29-415a-897c-2f97db925cbf.jpg" title=" 1.jpg" / & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 近日，我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施——大型地震工程模拟研究设施由国家发改委批复立项。该大科学装置建成后，将成为目前世界最大、功能最强的重大工程抗震模拟研究设施，这对于保障土木、水利、海洋、交通等重大工程的安全具有重要意义。有利于从减少地震灾害损失向减轻地震灾害风险转变，全面提升抵御自然灾害的综合防范能力。该设施由天津大学牵头在天津建设，总投资预计超过15亿元人民币，也是迄今为止在天津建设的首个国家重大科技基础设施。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 大型地震工程模拟研究设施的建设可望对我国工程科技进步做出重要贡献，为确保重大工程安全发挥重要作用。伴随着人类科技进步和日益增长的社会需求，高层建筑、跨海大桥、大型水利水电工程、超长隧道、海底管线、海上风电、海上平台、大型核电等重大工程越来越多。这些重大工程的抗震安全对大型地震工程模拟研究设施提出了迫切需求。中国工程院院士、中国地震局工程力学研究所名誉所长谢礼立研究员指出，工程结构的失效和倒塌是造成地震中人员伤亡、财产损失和发展受阻的最重要的原因，搞清工程结构的抗震薄弱环节，提升其抵御地震破坏的能力是最根本措施。 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/f9c1fea7-d5a8-4482-bf5e-f93e36ef6799.jpg" title=" 2.png" / /p p style=" text-align: center " 大跨桥梁水下振动台台阵波流耦合试验现场效果图 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 地震模拟振动台是开展抗震模拟研究的有效试验平台。目前国内外已有的地震模拟振动台由于规模较小或实验功能单一（不能同时模拟地震与其它多种灾害荷载的作用），已经不能满足一旦地震时确保工程安全和正常服役的需要。天津大学牵头建设的大型地震工程模拟研究设施将建设尺寸和载重量更大的地震模拟振动台、能同时模拟地震与水下波流耦合作用的振动台台阵试验装置。该设施建成后，可大幅提升我国工程技术领域的创新能力和水平。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 该装置将建设在崭新的天津大学北洋园校区内，总建筑面积7.7万平方米，建设周期为5年。据项目首席科学家、天津大学校长钟登华院士介绍，该设施建设内容主要包括三大系统：地震工程模拟试验系统、高性能计算与智能仿真系统、试验配套与共享系统；该系统的建设涉及众多领域和多学科交叉，如：水利工程、土木工程、船舶与海洋工程、力学、控制科学与工程、机械工程、精密仪器科学、计算机科学、材料科学与工程、防灾安全等多个学科领域。天津大学具有悠久的办学历史和深厚的学术底蕴，学科门类齐全，科研实力雄厚，拥有4个国家重点实验室，具有丰富的科研设施建设管理经验，可为大型地震工程模拟研究设施建设与运行管理提供有力保障。 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/2974ac49-8534-4365-b78b-33cbd7da5860.jpg" title=" 3.png" / /p p style=" text-align: center " 大型水坝-库水-岩体大型振动台试验效果图 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 大科学装置从一个侧面折射出一个国家的创新潜力。大型地震工程模拟研究设施是党的十八大以来，继贵州天眼（FAST）、广东散裂中子源、上海光源线站等之后的又一“国之重器”，建成后将对全世界开放，实行设施、数据、成果共享，可以吸引世界上更多的科学家和工程技术专家来这里共同工作，为科学技术发展做出贡献。 /p p br/ /p

天眼查显示，上海华虹宏力半导体制造有限公司近日取得一项名为“用于晶圆芯片并行测试的模拟量测试焊盘排布结构”的专利，授权公告号为CN112147487B，授权公告日为2024年7月23日，申请日为2020年9月25日。背景技术在晶圆出厂前，需要对晶圆上的芯片进行测试，以判断芯片性能的好坏。在晶圆芯片测试中，目标晶圆被安装在测试机台上，其上目标芯片的测试焊盘(pad)通过探针卡与测试机台电性耦合，由测试机台通过执行测试指令，以完成对目标芯片的测试过程。测试完一个芯片，探针卡与下一目标芯片的测试焊盘电性耦合，以继续进行测试。为了提高测试效率，降低测试成本，在进行晶圆芯片测试时，通常需要对晶圆上的芯片进行并行测试，即同一时间内对目标晶圆的多个目标芯片进行测试，或，在单个目标芯片上同步或异步运行多个测试任务，以同时完成对目标芯片多项参数的测试。在进行晶圆芯片并行测试时，通常还需通过测量特定测试焊盘，以获取目标芯片的模拟电参数值，并对该目标芯片的模拟电参数进行调整。随着晶圆上芯片集成度的不断提高，目标芯片中需要调整的电参数的种类不断增多，因此所需的特定测试焊盘的数量也不断增加。然而，相关技术中用于获取目标芯片模拟电参数值的测试焊盘，与目标芯片上的功能焊盘无法复用，需要单独制作，因此过多的测试焊盘会占用芯片的较大面积，对芯片的性能产生不利影响。发明内容本申请涉及晶圆测试领域，具体涉及一种用于晶圆芯片并行测试的模拟量测试焊盘排布结构。所述晶圆包括若干个呈阵列式分布芯片，相邻芯片之间形成划片槽；相邻两列芯片之间形成纵向划片槽，相邻两排芯片之间形成横向划片槽；位于各个所述芯片周围的划片槽中，设有模拟量测试焊盘，所述模拟量测试焊盘与对应芯片电性耦合。本申请通过将模拟量测试焊盘设于对应芯片周围的划片槽中，在节省焊盘占用芯片面积的同时，通过保证在进行晶圆测试时所述模拟量测试焊盘与对应芯片电性耦合，即能够保证在晶圆芯片模拟参数并行测试的过程正常进行。

综合央视新闻客户端、新华社报道，2月27日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建造的“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目正式通过国家验收，这是我国航天领域首个大科学装置，可以综合模拟低温、真空、电磁辐射等九大类空间环境因素，也被称为“地面空间站”。“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目，聚焦航天领域的重大基础性科学技术问题，构建我国首个空间综合环境与航天器、生命体和等离子体作用科学领域的大型研究基地，形成国际领先水平的空间环境耦合效应试验研究平台。相较于把实验仪器设备搬到太空，“地面空间站”既能节省成本、减少安全隐患，又可以根据科学问题和工程需要，设置特定的环境因素，不受时空限制进行多次重复验证，从而打造更加安全便捷的实验条件和科研手段。“这意味着未来许多需要抵达太空才能进行的实验，在地面上就能完成。”空间环境地面模拟装置常务副总指挥、哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院院长李立毅说，项目建设坚持自主创新，突破了一系列关键技术，各系统已全部投入试运行和开放共享，服务于国内外多家用户单位，支撑了我国一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。由中国工程院院士、苏州实验室主任徐南平等担任联合主任的国家验收委员会认为，该项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平，装置运行成效突出，科技与社会效益显著，同意其通过国家验收。中国科学院院士、哈尔滨工业大学校长韩杰才说，该装置对我国重大科技创新突破、产业转型升级、高端人才培育等具有重要意义。未来学校将不断优化装置技术指标，持续提高装置科学水平，加速形成更多自主知识产权技术，为我国实现从航天大国向航天强国的重大跨越作出新的贡献。据了解,“空间环境地面模拟装置”从2005年开始论证，到正式通过验收，历时18年，去年试运行以来，已经服务了国内外多家用户单位，支撑了我国多款宇航电子元器件的研发和一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。验收委员会认为，这一项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平。

近日，据中国矿业大学网站消息，中国矿业大学作为依托单位申报的“深地工程多场耦合动力灾变试验仪”国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)正式立项，获资助直接经费8523.1万元。这是中国矿业大学首次获批国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)，是中国矿业大学迄今作为依托单位获批经费额度最大的国家级科技项目，是中国矿业大学发挥能源行业龙头高校责任担当、聚焦国家需求、聚力基础研究、提升源头供给、打造国之重器方面的又一项重大历史性突破。该项目由中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心主任袁亮院士作为负责人，安全工程学院王恩元教授、刘晓斐教授和矿业工程学院窦林名教授作为核心骨干参与，联合山东大学、安徽理工大学、中国科学院声学研究所和中国地震局地质研究所共同申报，历经教育部推荐、同行评审、基金委科学部评审、基金委专家组评审、现场考察和基金委委务会审批后，正式获得国家自然科学基金委员会批准立项资助。面向深地工程科学前沿和国家重大需求，该项目拟突破多场耦合环境原态模拟、深部地层相似原性重构、动态多元信息原值测定和动力灾变演化原场再现等原理与技术，研制世界首套深地工程多场耦合动力灾变试验仪。该仪器装置可为深地工程岩体多场耦合动力学特性、多物理场响应及动力灾害预警防控体系的科学研究提供强有力的仪器支撑，对于推动建立深地工程岩体致灾动力学理论，保障我国深部资源能源安全开发和深地工程安全，引领世界深地工程岩体致灾动力学及测试分析技术发展，具有重要现实意义和科学价值。依托该项目，中国矿业大学将进一步打造深部能源资源及地下工程安全开发领域创新研究和人才汇聚高地，产出具有国际影响力的原创成果，助力学校建设能源资源特色世界一流大学。关于2022年度国家重大科研仪器研制项目据悉，国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)是国家自然科学基金委员会资助力度最大的单体项目，每年全国仅立项5项左右。据统计，截至目前，今年已有5个国家重大科研仪器制项目(部门推荐)官宣：北京理工大学“分布孔径长时相参行星雷达测量仪”、上海交通大学“基于超高帧频激光诊断的高温高压湍流燃烧研究装置”、中国科学院上海技术物理研究所“面向红外芯片的光谱与界面功能关系研究的多尺度表征系统”、自然资源部第二海洋研究所“智能敏捷海洋立体观测仪”、中国矿业大学“深地工程多场耦合动力灾变试验仪”。《2022年度国家自然科学基金项目指南》显示，国家重大科研仪器研制项目包括部门推荐和自由申请两个亚类，其中，国家重大科研仪器研制项目(部门推荐)直接费用预算大于或等于1000万元/项。本文内容整理自：中国矿业大学、软科

恭喜重庆地质仪器厂选用爱佩品牌模拟运输振动台壹台，型号：AP-ZD-300，签定日期2015年12月03日，送货地址位于：重庆市沙坪坝区先锋街2号。业务负责人：李冬梅；电话：86-0769-81015055 手机：13316686114；全国服务热线：400-6727-800。重庆地质仪器厂是1969年为响应党中央关于加强三线建设的号召，由北京地质仪器厂、上海地质仪器厂与原重庆地校留守处的部分职工内迁组成的一个企业，工厂原属地矿部（国土资源部）现属为国机集团下的中国地质装备总公司领导，生产地球物理勘探仪器的专业生产企业，性质为全民所有制。重庆地质仪器厂主要从事地质勘探仪器的生产、开发、经营，兼营数字仪表、环保仪器、汽车电器及电子仪器产品和社会有关机械电子一体化产品。面向全国找矿、工程勘探、环境监测，地震预报，寻找地下水源等方面的产品和服务，属于高科技产品生产企业。2001年通过ISO9001质量体系认证，2010年7月获重庆市高新技术企业认定，重庆市沙坪坝区“企业研发中心认定。企业位于重庆市沙坪坝区先锋街2号，是重庆市园林式企业，工厂全厂占地面积18.3万平米,其中生产用地约4.5万平米。企业在2010年被评为重庆市精神文明单位。重庆地质仪器厂主要专业产品有六大系列：1、地震仪器系列产品:DZQ48/24/12等各种型号的地震仪器，高分辨率地震仪，数字深层地震仪等。主要用于：水、工、环的，地质基础调查及找矿。2、测井仪器系列主要产品有：综合数字测井系统、系统轻便工程测井，绞车控制器等各种测井产品、各种用途探管，测斜仪系列产品。主要用于:煤田数字测井，水文工程数字测井，固体金属矿测井，工程测井等。3、电法仪器系列：其中又分为直流电法和交流电法，二大系列产品。主要产品有DZD6—6A多功能直流电法仪，DUK－2A高密度电法测量系统，工程瞬变电磁测量系统等各种型号产品，用于寻找地下水及水、工、环地质勘察，矿产资源勘察等。4、放射性仪器系列有FD－803A，NP－4 γ射线能谱仪等多种系列产品，用于找矿及环境监测等。5、地震传感器系列主要产品有低频系列检波器，大振级检波器，井中三分量检波器和各种中高频检波器等。主要用于深部的地质勘探、人工地震监测、各种工程振动监测和道路、建筑等安评检测等。6、社会产品：汽车、摩托车电喇叭，以及承揽表面加工业务。爱佩品牌模拟运输振动台符合美国及欧洲运输标准及 EN、ANSI、UL、ASTM、ISTA国际运输标准。试品装夹采用导轨式，操作方便、安全、 数字仪表显示振动频率、 同步静噪皮带传动，噪声极低、机台底座采用重型槽钢配减振胶垫，安装方便，运行平稳，无需安装地脚螺丝。重庆地质仪器厂选用的模拟运输振动试验台更多优势特点参数价格请联系爱佩公司客服人员.

http://www.oven.cc环境试验舱 汽车排放室 环境模拟实验室,汽车环境试验室(舱), 广东宏展科技有限公司为汽车生产厂家以及科研院所提供汽车各项性能试验的环境.可模拟汽车在道路上行驶时的各种气候条件(风速、温度、湿度、日照)和汽车运行状态（车速、行驶阻力等），以测定汽车在一定条件下运行的性能及与汽车工作的相容性。本试验室是汽车测试的重要研究手段，可大大缩短汽车的研发周期。 环境模拟参数 空气温度控制范围：-40~60℃ 温度精度 ± 0.5℃ 风速范围控制范围:0.5m/s~10m/s 风速精度± 0.1m/s 空气湿度控制范围：-30~95%RH 湿度精度± 5%RH 大气压力控制范围：0.03~0.1Mpa 排废气量和新风处理排废气量：2000m3/h 新风处理量:约2000m3/h,有调节室内外压力平衡的系统 日照强度控制范围:0-100000LUX 降水量控制范围:0~10 mm/h 降水精度± 0.2 mm/h www.oven.cc

中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与德国海德堡大学、奥地利因斯布鲁克大学、意大利特伦托大学的研究人员合作，在超冷原子量子模拟研究中取得进展。科研人员使用超冷原子量子模拟器，对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟，首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”，取得了利用量子模拟方法求解复杂物理问题的重要进展。相关研究成果发表在《科学》上。规范场理论是现代物理学的基础，如描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等是满足特定群对称性的规范场理论，在粒子物理学、宇宙学以及凝聚态物理学等领域得到广泛应用。由于其求解复杂度高，规范场理论体系中仍有许多开放问题。其中，规范场理论描述的物理系统是否可以从远离平衡态经过演化达到热平衡备受关注。该问题的解决，有助于理解高能物理中重核碰撞的问题，也将为现代宇宙学中大爆炸早期物质的形成提供了物理解释。但是，使用经典计算机求解复杂的规范场理论是公认难题，量子模拟器为解决该问题提供了新路径。近年来，科学家尝试用离子阱、超冷原子气体、Rydberg原子阵列和超导量子比特等体系对格点规范场理论开展量子模拟研究。然而，由于格点规范理论中相互作用形式复杂，并要求物理系统始终处在局域规范对称性约束条件下，对格点规范场理论热化动力学的实验模拟造成了困难，因而还未在实验上实现。为解决量子模拟器中相干调控的粒子数太少和无法保证规范对称性约束的两个主要问题，中国科大科研人员开发了独特的自旋依赖超晶格、显微镜吸收成像、粒子数分辨探测等量子调控和测量技术，在超冷原子量子模拟器中提出并实现了光晶格中原子的深度制冷，解决了量子模拟器温度过高、缺陷过多的问题，实验制备了近百个原子级别的规模化量子模拟器【Science 369, 550 (2020)】；首次实现了利用大规模量子模拟器对格点规范场理论量子相变过程的实验模拟，验证了过程中的规范不变性【Nature 587, 392 (2020)】。在上述研究基础上，通过实验和理论结合，该团队将系统制备到远离平衡的初态，首次实验研究了规范对称性约束对量子多体系统热化动力学的影响，并观测到具有相同守恒量的不同初态热化到同一个平衡态的过程，验证了热化过程造成的量子多体系统初态信息的“丢失”，建立了规范场理论早期非平衡动力学与最终热平衡态之间的联系，在使用规模化的量子模拟器求解复杂物理问题的道路上取得了重要进展。未来，该团队将进一步使用量子模拟方法研究具有其他群对称性的、更高空间维度的规范场理论模型，以及真空衰变、动态拓扑量子相变等物理难题。《科学》杂志审稿人对此给予高度评价，认为该研究为超冷原子模拟格点规范场理论这一领域的发展做出了重要贡献，代表了量子模拟研究领域的前沿。研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院、教育部和安徽省等的支持。论文链接

中国科学技术大学潘建伟、赵博等与中国科学院化学所白春礼小组合作，在超冷原子双原子分子混合气中首次实现三原子分子的相干合成。在该研究中，他们在钾原子和钠钾基态分子的Feshbach共振附近利用射频场将原子和双原子分子相干地合成了超冷三原子分子，向基于超冷原子分子的量子模拟和超冷量子化学的研究迈出了重要一步。2月10日，这一重要研究成果发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上。图：从超冷原子和双原子分子混合气中利用射频场合成三原子分子的示意图量子计算和量子模拟具有强大的并行计算和模拟能力，不仅能够解决经典计算机无法处理的计算难题，还能有效揭示复杂物理系统的规律，从而为新能源开发、新材料设计等提供指导。量子计算研究的终极目标是构建通用型量子计算机，但实现这一目标需要制备大规模的量子纠缠并进行容错计算，仍然需要长期不懈的努力。当前量子计算的短期目标是发展专用型量子计算机，即专用量子模拟机，它能够在某些特定的问题上解决现有经典计算机无法解决的问题。例如，超冷原子分子量子模拟，利用高度可控的超冷量子气体来模拟复杂的难于计算的物理系统，可以对复杂系统进行精确的全方位的研究，因而在化学反应和新型材料设计中具有广泛的应用前景。超冷分子将为实现量子计算打开新的思路，并为量子模拟提供理想平台。但由于分子内部的振动转动能级非常复杂，通过直接冷却的方法来制备超冷分子非常困难。超冷原子技术的发展为制备超冷分子提供了一条新的途径。人们可以绕开直接冷却分子的困难，从超冷原子气中利用激光、电磁场等来合成分子。利用光从原子气中合成分子的研究可以追溯到上世纪八十年代。激光冷却原子技术的出现使得光合成双原子分子得以快速的发展，并在高精度光谱测量中取得了广泛的应用。在光合成双原子分子取得成功之后，人们开始思考能否利用量子调控技术从原子和双原子分子的混合气中合成三原子分子。在2006年发表的综述文章[Rev. Mod. Phys. 78，483, (2006)]中，美国国家标准局的Paul Julienne教授等人回顾了光合成双原子分子过去二十年的发展历史，并指出从原子和双原子分子的混合气中合成三原子分子是未来合成分子领域的一个重要研究方向。由于光合成的双原子分子气存在密度低、温度高等缺点，一直无法用来研究三原子分子的合成。后来随着超冷原子气中Feshbach共振技术的发展，利用磁场或射频场合成分子成为制备超冷双原子分子的主要技术手段。从超冷原子中制备的双原子分子具有相空间密度高、温度低等优点，并且可以用激光将其相干地转移到振动转动的基态。自2008年美国科学院院士Deborah Jin和叶军的联合实验小组制备了铷钾超冷基态分子以来，多种碱金属原子的双原子分子先后在其他实验室中被制备出来，并被广泛地应用于超冷化学和量子模拟的研究中。超冷基态分子的成功制备重新唤起了人们对合成三原子分子的研究兴趣。2015年，法国国家科学研究中心的Olivier Dulieu教授等在理论上分析了从原子双原子分子混合气中合成三原子分子的可行性 [Phys. Rev. Lett. 115, 073201 (2015)]。 但由于三原子分子的相互作用极其复杂，无法精确计算，因而理论上无法预测三原子分子的束缚态的能量以及散射态和束缚态的耦合强度。中国科学技术大学的研究小组在2019年首次观测到超低温下原子和双原子分子的Feshbach共振，相关成果发表于《科学》杂志 [Science 363, 261 (2019)]。在Feshbach共振附近，三原子分子束缚态的能量和散射态的能量趋于一致，同时散射态和束缚态之间的耦合被大幅度地共振增强。原子分子Feshbach共振的成功观测为合成三原子分子提供了新的机遇。但由于原子和分子的Feshbach共振非常复杂，理论上难以理解，能否和如何利用Feshbach共振来合成三原子分子依然是实验上的巨大挑战。在该项研究中，中国科学技术大学的研究小组和中科院化学所的研究小组合作，首次成功实现了利用射频场相干合成三原子分子。在实验中，他们从接近绝对零度的超冷原子混合气出发，制备了处于单一超精细态的钠钾基态分子。在钾原子和钠钾分子的Feshbach共振附近，通过射频场将原子分子的散射态和三原子分子的束缚态耦合在一起。他们成功地在钠钾分子的射频损失谱上观测到了射频合成三原子分子的信号，并测量了Feshbach共振附近三原子分子的束缚能。这一工作为量子模拟和超冷化学的研究开辟了一条新的道路。超冷三原子分子是模拟量子力学下三体问题的理想研究平台。三体问题极其复杂，即使经典的三体问题由于存在混沌效应也无法精确求解。在量子力学的约束下，三体问题变得更加难以捉摸。如何理解和描述量子力学下的三体问题一直都是少体物理中的一个重要难题。此外，超冷三原子分子可以用来实现超高精度的光谱测量，这为刻画复杂的三体相互作用势能面提供了重要的基准。由于计算势能面需要高精度地求解多电子薛定谔方程，超冷三原子分子的势能面也为量子化学中的电子结构问题提供了重要的信息。该研究工作得到了科技部、自然科学基金委、中科院、安徽省、上海市等单位的支持。论文链接： https://www.nature.com/articles/s41586-021-04297-2

p 　　 br/ 10月19日，中国地质大学(武汉)在政府采购网上发布公开招标公告。现对电感耦合等离子体质谱仪进行竞争性磋商招标，欢迎合格的供应商前来投标。 /p p 　　详细内容如下： /p p 　　一、采购项目的名称、数量、简要规格描述或项目基本概况介绍： /p p 　　采购电感耦合等离子体质谱仪1台。要求：标准模式下灵敏度为低质量数(Li)≥30M cps/ppm，中质量数(Y或In)≥100M cps/ppm，高质量数(Tl或U)≥80M cps/ppm 标准模式下，仪器信噪比≥100M(1 ppm中质量元素溶液，灵敏度/随机背景) 氧化物离子≤2.5%，双电荷粒子≤3% 轻质量元素检出限≤0.5 ppt，中质量数元素检出限≤0.1 ppt，高质量数元素检出限≤0.1 ppt 短期稳定性(RSD)≤2%，长期稳定性(RSD)≤3% 质谱校正稳定性≤0.05 amu/8h 质量范围：4-285 amu 2.5mm中心(喷射)矩管 具备高雾化效率和耐高盐性能的同心雾化器 双通道石英雾室，减少基体溶剂的引入量 数控式、固态射频发生器，射频频率≥30MHz ，功率范围600~1600W 脉冲模拟双模式检测器，12个数量级及以上动态范围 检测器采集速度≥ 10万点/s 同位素比精密度为107Ag/109Ag，& lt 0.08%RSD 用甲烷气分析 80Se 时，检出限优于1ppt。质保期至少3年。 /p p 　　二、对供应商资格要求(供应商资格条件): /p p 　　1.竞标供应商应具备《政府采购法》第二十二条规定的相关条件 2.单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得同时参加本项目采购活动。为本项目提供整体设计、规范编制或者项目管理等服务的供应商，不得再参加本次采购项目 3.符合《财政部关于在政府采购活动中查询及使用信用记录有关问题的通知》(财库〔2016〕125号)的相关要求，竞标人不得为& quot 信用中国& quot 网站(www.creditchina.gov.cn)中列入失信被执行人和重大税收违法案件当事人名单的供应商，不得为中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)政府采购严重违法失信行为记录名单中被财政部门禁止参加政府采购活动的供应商(处罚决定规定的时间和地域范围内) 4. 如竞标产品为进口产品，竞标人必须是所投主要产品的制造商或代理商，代理商竞标须提供主要产品制造商或具有转授权资格代理商的有效授权 5.竞标人须按本项目采购公告的规定报名并获取采购文件 6.本项目不接受联合体竞标。 /p p 　　三、磋商和响应文件时间及地点等: /p p 　　预算金额：100.0 万元(人民币) /p p 　　谈判时间：2018年10月29日 14:31 /p p 　　获取磋商文件方式：现场报名 /p p 　　磋商文件售价：200.0 元(人民币) /p p 　　以下为公告概要： /p p style=" text-align: center " img title=" 地质大学.PNG" alt=" 地质大学.PNG" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/2065c6c7-f255-411f-9199-c3385f75702f.jpg" / /p p & nbsp /p

作者：甘露雨 1,2 陈汝颂 1,2潘弘毅 1,2吴思远 1,2禹习谦 1,2 李泓 1,2第一作者：甘露雨（1996—），男，博士研究生，研究方向为锂离子电池安全性，E-mail：ganluyu@qq.com；通讯作者：禹习谦，研究员，研究方向为高比能锂电池关键材料、电池先进表征与失效分析，E-mail：xyu@iphy.ac.cn。单位： 1. 中国科学院物理研究所，北京 100190；2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院， 北京 100049DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0047摘 要 作为新一代电化学储能体系，锂离子电池在消费电子产品、交通动力系统、电网储能等领域具有重要的应用价值。然而，在锂离子电池的商业化进程中，安全性事故时有发生，影响了锂离子电池的大规模应用。本文从电池安全性的三个研究尺度：材料、电芯、系统，综述了与之对应的重要研究方法，其中每个尺度均包括基于物理样品的实验方法和基于计算机数学模型的模拟方法。本文介绍了这些方法的基本原理，通过典型案例展示了这些方法在安全性研究中的适用场景和作用，并探讨了实验和模拟方法之间的联系，着重介绍了材料热分析、材料加热过程中结构分析、电芯加速度量热分析、电芯安全性数值模拟等方法。基于对多尺度研究策略的系统综述，认为安全性研究需要在各个尺度联合同步开展。最后，展望了下一代锂电池，如固态电池、锂金属电池等，可能面临的电池安全性问题。这些新体系的安全性研究仍处于早期，其材料和验证型电芯的安全性研究是当前阶段值得关注的重要课题。关键词 锂离子电池；安全性；实验方法；数值模拟；固态电池；锂金属电池锂离子电池的研究始于1972年Armand等提出的摇椅式电池概念，商业化始于1991年SONY公司推出的钴酸锂电池，经历超过三十年的迭代升级，已经成熟应用于消费电子产品、电动工具等小容量电池市场，并在电动汽车、储能、通信、国防、航空航天等需要大容量储能设备的领域中展现出了巨大的应用价值。然而，自锂离子电池诞生开始，安全性便一直是限制其使用场景的重要问题。早在1987年，加拿大公司Moli Energy基于金属锂负极和MoS2正极推出了第一款商业化的金属锂电池，该款电池在1989年春末发生了多起爆炸事件，直接导致了公司破产，也促使行业转向发展更稳定地使用插层化合物作为负极的锂离子电池。如图1所示，锂离子电池进入消费电子领域后，多次出现了因电池火灾隐患而开展的大规模召回计划，2016年韩国三星公司的Note7手机在全球发生多起火灾和爆炸事故，除了引起全球性的召回计划外，“锂电池安全性”再次成为广受关注的社会话题。在电动交通领域，动力电池的安全性事故伴随着新能源汽车销售量的提升逐渐增加，据统计，中国在2021年有报道的电动车火灾、燃烧事故超过200起，电动汽车安全性成为消费者和电动车企最关心的问题之一。在储能领域，韩国在2017—2021年期间发生了超过30起储能电站事故，2021年4月16日北京大红门储能电站爆炸事故除导致整个电站烧毁外还造成2名消防员牺牲、1名员工失踪。随着锂离子电池的应用场景日益扩大，其安全性在工业界和学术界均引发了广泛的讨论和研究。图1 锂离子电池近年引起的安全事故在锂电池发展的早期阶段，产业界和学术界更关注锂电池发生安全性事故的本质原因，基于长期的认识积累，锂电池发生安全事故的本质可以总结为：电池在过充、过热、撞击、短路等异常使用条件下温度异常升高，引发内部一系列化学反应，引起电池胀气、冒烟、安全阀打开，同时这些反应会大量释放热量使整个电池温度进一步升高，最终各个化学反应剧烈发生，电池温度不可控地迅速上升，引起燃烧或爆炸，导致严重的安全事故，这一过程也被称为电池的“热失控”。电池从异常升温到热失控过程中存在多个重要的化学反应，它们与温度的对应关系如图2所示。图2 锂离子电池热失控的诱发机制随着锂离子电池的广泛应用，关于锂离子电池安全性的研究逐渐深入，从早期简单的描述现象和定性预测，发展为在多个尺度、采用多种手段研究安全性机理，基于精准测量和数值化模型准确预测电池安全性表现，最终提出应用化解决方案的综合性研究策略。如图3所示，目前对于电池安全性的研究一般从理解锂离子电池电芯的热行为出发，包括利用各类滥用条件测试确定电池的安全使用极限和失效表现，利用绝热量热等手段具体分析电池的热失控行为和特征温度，以及利用热失控数值模拟方法模拟电池的热失控表现；在认识电芯热行为的基础上，需要深入材料本质，利用热分析、物质结构和化学成分分析、理论计算等方法理解电芯发生热失控在材料层面的反应机制，从而为设计制造高安全性的电池提供基础理论的指导；此外，电芯作为电池系统的基础，其热失控行为的精准测量和准确模拟也为在系统层面设计更高安全性的电池系统和管理预警方案提供了理论指导。本文从材料热稳定性、电芯热安全性和大型电池系统热安全性三个尺度介绍安全性研究策略，着重介绍几种实验和模拟方法。基于商用体系锂离子电池的研究策略和成果，进一步探讨了这些方法对于产学研各界研发下一代锂电池所具有的重要意义。图3 锂离子电池安全性研究策略1 材料热稳定性研究锂离子电池发生热失控的根本原因是电池中的材料在特定条件下不稳定，从而发生不可控的放热反应。目前商业化使用的电池材料中，与安全性关系最密切的主要是充电态(脱锂态)过渡金属氧化物正极、充电态(嵌锂态)石墨负极、碳酸酯类电解液和隔膜，其中前三者在高温下均不稳定且会发生相互作用，在短时间内释放大量的热量，而现行常用的聚合物隔膜则会在140～150 ℃熔融皱缩，导致电池中的正负极直接接触，以内短路的形式快速放热。研究人员自20世纪末开始进行了大量材料热稳定性的研究工作，发展了以热分析认识材料热行为，结合形貌、结构、元素成分和价态表征综合研究内在机理的研究方法。近年来计算材料学的发展也为从原子尺度模拟预测材料的稳定性提供了新的方法和手段。1.1 热分析方法热分析是最直接和直观认识材料热行为的方法，指在一定程序控温(和一定气氛)下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。对于电池材料来说，一般关注其质量、成分、吸放热行为随温度的变化关系。质量与温度的关系可通过热重分析获得，吸放热与温度的关系可通过差示扫描量热法获得，TG和DSC可以设计在同一台仪器中同步测试，该种方法又被称为同步热分析。TG、DSC、STA等仪器通常采用线性升温程序，通过热天平、热流传感器等记录样品的质量、吸放热变化，由于发展时间较早，测试技术和设备工程化水平较为成熟，已成为认识材料稳定性最重要的测试手段之一。基于热分析结果可以确定材料发生相变、分解或化学反应的起始温度、反应量和放热量，但在锂离子电池中，往往更关心充电态材料在电解液环境下的稳定性和反应热。良好的热稳定性是电池材料进入应用的必要条件，而产热量和产热速度则影响电池热失控的剧烈程度。用于常规热分析样品的坩埚一般为敞口氧化铝材质或开孔的铝金属材质，为了研究材料在易挥发电解液中的热表现，需要使用自制或设备厂商专门提供的密封容器。Maleki等通过STA系统研究了钴酸锂/石墨圆柱电池中各种材料的热分解行为，由于电解液采用高沸点的EC溶剂，所以仅在敞口容器中便可以测试，研究发现全电池截止电压4.15 V时，脱锂态钴酸锂在178 ℃发生分解，产生的氧气和电解液反应释放大量热量，释放的能量达到407 J/g，嵌锂态负极的SEI会优先分解，温度在125 ℃之前，之后会出现持续的放热反应，释放能量为697 J/g，而当负极发生析锂后释放能量会上升到827 J/g，这一结论有力支持了近年来析锂电池安全性下降的报道。Yamada等利用DSC确认了充电态磷酸铁锂(LiFePO4)的稳定性很好，与电解液的反应温度大于250 ℃，放热量仅为147 J/g，显著低于层状氧化物材料。Noh等利用密封容器系统研究了不同Ni含量的三元正极材料Li(NixCoyMnz)O2，比较热分析结果发现脱锂态三元材料的热稳定性与Ni含量呈现负相关性，且在x0.6之后加速下降。材料经过改性后，其稳定性需要通过热分析进行确认，研究人员基于DSC发现核壳浓度、包覆等方法均能不同程度地提高正极材料的热稳定性。需要注意的是，热分析的数据质量与实验条件、样品制备方法密切相关，目前并没有严格一致的测试规范，文献中不同单位之间的测试结果横向对比性很差，很多电池材料的热稳定性尚缺乏准确定量的结论。除了DSC、TG外，还有一类特殊的热分析方法是利用加速度量热仪研究反应的起始温度。与常规热分析采用线性升温不同，ARC使用的升温程序是加热-等待-检索模式，即步进式地在每个温度点保持恒温，如果检索程序发现样品的升温速率超过0.02 K/min，则通过同步样品的升温速率保持样品处于绝热状态，从而跟踪样品的自加热升温过程，否则开始加热至下一个温度点进行恒温、检索。不难发现，ARC获取的是样品近似热力学上的失稳温度，由于检测精度高，获得的失稳温度往往比DSC、TG等方法获得的低很多。Dahn课题组基于ARC测试了大量材料-电解液体系的反应起始温度，基本均低于DSC数据中的放热主峰。事实上，Wang等在低升温速率的DSC测试中也发现充电态材料与电解液的放热起始点远早于剧烈的放热峰。这些信息表明材料失稳到完全失控的过程并不是突变式的，整个体系动态演变的过程仍然缺乏深入的研究认识。图4 (a) DSC基本原理；(b) 脱锂态正极-电解液的DSC测试结果1.2 物相分析技术电池材料在升温过程中发生相变和化学反应，其形貌、结构、成分和元素价态都有可能发生变化，这些变化需要基于对应的方法进行表征分析，如利用扫描电子显微镜观察材料热分解前后的形貌变化，利用X射线衍射和光谱学研究材料结构和元素价态演变。由于材料热分解和热反应存在显著的动力学效应，在加热过程中原位测试可以最大程度地还原物相变化的真实过程。目前较为成熟的原位表征技术主要有两类：一类是与热分析仪器串联使用的质谱、红外光谱等，可以实时监测物质分解产生的气体类型，判断材料加热过程中化学组成的变化；另一类是原位X射线衍射技术，通过特制的样品台，可以在升温过程中实时、原位测定材料的结构变化，目前全球多数同步辐射光源和一些实验室级的X射线衍射仪上都可以实现原位变温XRD测试。Nam等利用变温XRD发现脱锂态LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构在350 ℃向尖晶石转变，而加入电解液后该转变温度会下降至304 ℃。Yoon等在LiNi0.8Co0.2O2中发现了类似的规律，并发现MgO包覆可以改善脱锂态正极在电解液中的相变。图5展示了变温XRD和MS的联用技术，系统研究了不同Ni含量的脱锂态NCM三元正极在升温过程中的结构和成分变化，研究发现三元正极失稳释放氧气的过程与结构在高温下转化为尖晶石相的行为直接对应，且这一过程的起始温度随镍含量的上升显著下降，NCM523的起始相变温度约为240 ℃，NCM811则小于150 ℃，从体相结构的本征变化解释了高镍正极在电池应用中热安全性差的原因。以上工作都是基于同步辐射光源实现的，由于同步辐射提供的光源质量高、扫谱速度快，更适用于研究与时间相关的动力学问题。除此之外，近年来基于X射线谱学以及拉曼光谱实现同步表征的方法均有所发展。结合通过热分析手段观察得到的材料热行为信息，并对升温过程中材料物相变化的研究，可以更深刻地理解材料演变以及电池体系热失稳的动力学过程，为材料的安全性改良提供理论指导。图5 基于原位XRD和质谱对镍钴锰酸锂结构稳定性的研究1.3 计算材料学基于材料原子结构计算预测材料的全部性质是计算材料学家的终极追求。材料的热力学稳定性可以基于密度泛函理论计算。DFT中判断材料稳定性的依据是反应前后的能量差ΔE是否小于0，如果ΔE小于0，反应能发生，则反应物不稳定，反之同理。Ceder等在1998年就计算了LiCoO2脱锂过程结构相变的过程，计算结果与实验结果吻合良好。然而目前大多数热力学计算不考虑温度效应，且热力学只能作为反应进行方向的判据，无法预测反应速率等动力学问题，考虑温度和动力学计算则需要使用成本较高的分子动力学、蒙特卡洛或者过渡态搜索方法。相对于材料本身的稳定性，计算材料学对于计算预测两种材料间的界面稳定性存在一定优势。Ceder等计算了不同正极和固态电解质之间的稳定性，为选取界面包覆的材料提供理论指导。Cheng等利用AIMD模拟Li6PS5Cl|Li界面，发现界面副反应会持续发生，材料界面之间的副反应是自发发生的，与通常认为的界面钝化效应有所差异。此外，正极材料中的相变析氧、过渡金属迁移等问题的计算模拟也都处于初期开发阶段，仍需持续探索。总的来说，目前阶段材料层级的理论模拟技术与实验技术的差距仍然较远，需要研究人员的持续努力。2 电芯热安全性研究电芯指电池单体，是将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子。电芯的热安全性特征是电池工业界最关注的内容之一，它是电池材料热稳定性的集中表现，也是制定规模化电池系统安全预警和防护策略的基础。由于电芯内部具有一定的结构，其安全性会呈现一些在纯材料研究中不被讨论的特点，使得电芯安全性具有更广泛的外延和认识角度。工业上一般通过滥用实验来研究和验证电芯产品的安全性，近年来基于扩展体积加速度量热仪(又称EV-ARC)的安全性测试方法有较快发展，此外电芯安全性模拟方法也从早期的定性分析发展到可以准确仿真预测热失控进展的水平。2.1 滥用测试国际电工委员会(IEC)、保险商实验室(UL)和日本蓄电池协会(JSBA)最初定义了消费电子产品电芯的滥用测试，模拟电芯工作可能遇到的极端条件，通常分为热滥用、电滥用和机械滥用。常见的热滥用为热箱实验，电滥用包括过充电和外部短路实验，机械滥用包括针刺、挤压、冲击和振动等。企业和行业标准一般将电池对滥用测试的响应描述为无变化、泄漏、燃烧、爆炸等，也可基于附加的传感器和检测系统记录温度、气体、电压对滥用的响应。电芯通过滥用测试的标准是不燃烧、不爆炸。锂电池应用早期研究人员大量研究了电池对各类滥用测试的响应与使用条件、材料体系、充电电量等的影响，提出了各类滥用机制引发电池热失控的机理。滥用测试中最难通过的项目是针刺测试，近年来关于针刺测试的存废引起了较大争议，但提高电芯的针刺通过率仍是锂电池安全性研究的重要课题之一。由于滥用测试针对的是商用成品电芯和贴近真实的使用条件，目前更多作为电池行业的安全测试标准而非研究手段。2.2 EV-ARC测试早期的ARC只适用于研究少量材料样品的热失控行为，Feng等发展了利用EV-ARC研究大体积电芯绝热热失控行为的方法，研究的方法原理和结论如图6所示，由于EV-ARC的加热腔更大，所以需要更精准的控温技术和更严格的校准方案。基于EV-ARC测试可以定量标定出电芯热失控的特征温度T1、T2和T3，分别对应电芯自放热起始温度、电芯热失控起始温度和电芯最高温度，为评价电芯安全性提供了更精确定量的评价指标，标准化的测试条件可以帮助建立统一可靠的电芯热失控行为数据库，分析了不同体系电芯的热失控机理。Feng等利用EV-ARC首次提出正负极之间的化学串扰会引起电芯在不发生大规模内短路的情况下热失控，说明脱锂正极释氧是现阶段影响电芯安全性的关键因素。Li等研究快充后的电芯发现快充析锂导致T1大幅下降，说明析锂同样是电芯安全监测中需要重点关注的问题。以上这些问题都是在常规的滥用测试中难以定量验证的。图6 基于EV-ARC对电芯热失控的研究相比于普通的加热滥用实验，EV-ARC实验环境的温度由程序精确控制，获得的测试结果重复性更好、数据可解读性更高，近年来已成为评价和研究电芯安全性的重要手段。然而EV-ARC模拟的绝热热失控环境与真实的电池滥用工况仍有所差异，评价电芯的实际安全性仍需大量模拟真实严苛工况的测试手段。2.3 高速成像技术为了更直观地理解热失控过程中电池内部物质、结构的演化，研究人员发展了结合红外测温以及原位针刺等辅助功能的透射X射线显微方法如图7(a)～(c)所示。由于热失控往往是在极短的时间内发生剧烈的反应，同时伴随剧烈的物相、结构变化。这一特点给TXM表征方法提出了相当高的时间分辨率的要求。实验室X光源能够发射出的X射线光电子数量有限，采集一组TXM影像数据需要较长的时间。为了观察剧烈变化的热失控过程，Finegan等在欧洲同步辐射实验室(ESRF)使用同步辐射光源将TXM的曝光时间降低至44 μs，配合针内预埋的热电偶温度传感器，实现了对针刺发生时电池内部形貌与刺入点温度的同步监控。该团队利用这种手段研究了刺针纵向与径向刺入18650商业圆柱电池时电池内部热失控行为的差异。Yokoshima等采用实验室光源进行连续实时的透射X射线照相技术，也得到了软包电池在针刺过程中结构随时间变化的一组透射投影图。该方法以4 ms的时间分辨率较为清晰地观察到了针刺入软包电池后电池内部每一层材料的形变过程，以及针刺深度与热失控程度的对应关系。图7 基于X射线成像技术对电芯热失控的研究由于透射投影图只能反映某一方向上二维的信息，如果要对真实三维空间中物质的分布做精确地定量，需要借助计算机成像技术。如图7(d)所示，Finegan等利用同步辐射光源X射线高亮度的特征，在欧洲同步辐射装置(ESRF)的线站上搭建了一套集合原位红外加热、红外测温与高速CT的装置。使用红外加热，实现在线的18650电池升温，同时进行连续的X射线CT成像。连续扫描的TXM投影图能够反映极高时间分辨率的热失控电池内部情形。基于每500张TXM重构得到1个X射线CT结果能够达到2.5帧每秒，实现了一定时间分辨率的电池内部空间分布成像。通过CT结果能够清晰地看到热失控过程中各个阶段的电池材料变化，如电极活性物质层破损、铜集流体融化再团聚等。结合TXM技术获得的投影图和高速X射线CT结果，可以清晰认识热失控过程中电池内部不同位置各个材料的反应、产气、结构破坏等失效行为。另一方面，配合诸如针刺、红外加热、挤压、拉伸等原位实验，可以帮助研究与理解电池的各类宏观失效行为。2.4 电芯热失控数值模拟电芯安全测试的维度广、涉及的测试项目多，通过实验评价电芯安全性需要大量样品和时间成本。同时，产品级电芯的研发周期长、成本高，安全性评估往往处于电芯研发周期的后端。通过数值模拟方法预测电芯安全性测试表现可以大幅度降低实验成本，且在产品研发的前期便对体系的安全性做出判断，大大提高研发效率。电芯热失控数值模型的核心是准确描述电芯热失控过程中的化学反应及吸放热量，从而基于能量守恒模拟电池温度在不同条件下的动态变化。化学反应的吸放热一般通过Arrhenius公式描述 (1)式中，图片指反应的产热量；图片为反应物的质量；图片为反应单位质量的吸放热；α为反应的归一化反应量；图片为机理函数；图片为反应的指前因子；图片为反应活化能。通过热分析实验可以测定求解以上参数，这也是热分析动力学的基本问题。电芯升温过程中内部会发生多个反应，它们对电芯升温的贡献可以看作线性叠加，通过准确描述所有反应即能较为精准地预测电芯在不同条件下的温度变化行为 (2)上述方程中，图片为电芯密度；图片为等压比热容；图片、图片、图片为电芯中沿各个方向的热导率；图片为对所有化学反应的产热速率求和；图片为电池与环境换热所引起的能量变化。预测温度变化需要求解二阶含时偏微分方程，如果认为电池中的反应和空间无关，电芯温度均匀上升且电芯体系与外界无热交换，也可简化为一阶微分方程 (3)基于该理论，Hatchard等将电池中主要的化学反应总结为SEI分解、负极-电解液反应、正极-电解液反应、电解液分解反应，计算了方形和圆柱电芯在热箱中的热行为。Spotnitz等总结了早期文献中的反应动力学参数，并基于均一电芯模型系统预测了不同材料体系的电芯在各类滥用测试中的表现。通过理论模拟，可以仅基于少量小规模实验数据对实际电芯的安全性表现进行系统预测。Feng等、Ren等基于热分析动力学和非线性优化算法重新标定了电池中关键反应的动力学参数并进行了更准确的热失控模拟，他们的模型利用DSC测试获得的参数准确预测了电池在ARC中的热失控表现，可以进一步用于预测热箱、短路等条件下的安全性。需要指出的是，不同材料体系、配方和工艺的电芯中涉及的反应机制和动力学可能存在差异，如近年来电芯内短路、正极-电解液反应和正负极化学串扰三者是否均在热失控过程中主导发生的问题引起了广泛争论，安全性的数学模拟并非空中楼阁，而是建立在具体实验和对电池内部化学反应深刻理解的基础上。由于算力的限制，早期的安全性仿真工作大多不考虑温度空间分布或只计算一维分布，而空间分布在大容量电池和真实工况中是不可忽略的，Kim等、Guo等较早提出了描述热失控温度分布的三维电池模型。近年来数值计算方法的发展和商业计算软件的成熟大幅降低了安全性模拟仿真的难度，Feng等利用商业化的有限元计算软件Comsol Multiphysics建立了大容量三元方形锂离子电芯的热失控仿真模型，可以模拟电芯在短路状态下热失控过程和温度的分布，与实测有较好地拟合结果。除了电芯的热行为，电滥用和力学失效对安全性也存在一定的影响，目前，通过构建电-热耦合模型研究电池非等温电化学性能和短路热失效表现的方法目前已较成熟[59-60]，而力学失效如碰撞、针刺等引起热失控的数值模型仍需要持续地开发。3 系统热安全性研究电池系统的安全性是目前锂电池应用面临的最直接问题，其研究重点是系统中热失控的扩展规律与抑制、预警措施。目前商品化电芯的热失控无法完全避免，在系统层面防止热失控扩展是可能的安全性解决方案。在系统层级开展实验研究的成本较高，但难以避免，在模拟仿真的辅助下可以提前预测优化系统设计，降低实验成本。3.1 热失控扩展和火灾危险性测试电池系统热扩展的实验研究成本和危险性较高，主要方法是通过加热、过充、针刺等方式诱发电芯单体的热失控，并利用接触式热电耦、红外测温等手段研究温度在系统中的分布和变化，这种方式只能获得局部多点的热失控信息。Wang团队在国内首次开发了全尺寸锂离子电池火灾危险性测试平台，用来测量大尺寸动力电池及电池组的燃烧特性，除了可以获得电池温度变化外，还可以获得电池组失控过程中的质量变化、火焰温度等信息，同时基于锥形火焰量热等技术可以测定大型电池系统宏观燃烧所释放的能量。与电芯EV-ARC等方法获得的信息不同，在真实环

美国麻省理工学院研究人员通过模拟光合作用，即植物用来生产糖分的光驱动过程，设计了一种可以吸收光并用光来驱动各种化学反应的新型光催化剂。该研究成果15日发表在《化学》杂志上。　　这种新型催化剂被称为生物混合光催化剂，其含有一种采光蛋白，可吸收光并将能量转移到含金属的催化剂上。然后，这种催化剂利用能量进行反应，这些反应可用于合成药物或将废物转化为生物燃料及其他有用的化合物。　　研究资深作者、麻省理工学院化学副教授加布里埃拉施劳-科恩表示，光催化可使药物、农用化学品和燃料合成更加高效和环保。研究表明，新型光催化剂可显著提高他们尝试的化学反应的产量，且与现有的光催化剂不同，新催化剂可吸收所有波长的光。　　在之前进行的关于光催化剂的工作中，研究人员使用一种分子来进行光吸收和催化。该方法有局限性，因为大多数使用的催化剂只能吸收某些波长的光。为了创建新催化剂，研究人员模拟光合作用并将两种不同的元素结合起来：一种用于采集光，另一种用于催化化学反应。对于光采集部分，他们使用了一种在红藻中发现的被称为R-植物红素的蛋白质。他们将这种蛋白质连接到含钌催化剂上，该催化剂以前曾被单独用于光催化。　　联合展开研究的普林斯顿大学团队测试了催化剂在两种不同类型的化学反应中的性能。一种是硫醇—烯偶联，将硫醇和烯烃连接起来形成硫醚，另一种是肽偶联后用甲基取代剩余的硫醇基团。　　普林斯顿团队的研究表明，与单独的钌光催化剂相比，新的生物混合催化剂可将这些反应产量提高十倍。他们还发现，这些反应可在红光照射下发生，这是现有光催化剂难以实现的，其对组织的破坏更小，因此有可能用于生物系统。　　研究人员说，这种改进的光催化剂可被纳入上述两种反应的化学过程中。硫醇—烯偶联可用于创建蛋白质成像、传感、药物输送和生物分子稳定性所需的化合物。例如，它可用于合成脂肽，使新设计的抗原疫苗更容易被吸收。研究人员测试的另一种反应是西苯脱硫，它在肽合成中有许多应用，包括可用于生产艾滋病治疗药物恩夫韦地。　　这种类型的光催化剂还可用于驱动一种被称为木质素解聚的反应，有助于从木材或其他难以分解的植物材料中产生生物燃料。

2018年10月17日，上海交通大学材料改性与数值模拟研究所“TESCAN奖学金”颁发仪式在上海交通大学顺利举行！上海交通大学 材料改性与数值模拟研究所所长顾剑锋教授、研究所韩利战教授、李传维博士及TESCAN中国技术总监焦汇胜博士、市场部沈凌女士等人出席奖学金颁发仪式，并为获得2018年度“TESCAN奖学金”的优秀博士生颁奖。2018年度“TESCAN奖学金”颁发仪式上海交通大学材料改性与数值模拟研究所—TESCAN联合实验室于2017年5月正式成立，配备有一台TESCAN高端镓离子源双束FIB系统。研究所以热处理复杂工艺过程中的温度、相变、应力/应变、浓度、流体、电磁等多场量耦合的数值模拟技术为核心，主要从事高端材料热处理创新工艺的开发、热处理装备的计算机辅助设计、热处理过程的智能控制技术等方面的研究，并延伸至对材料力学行为与相变行为多尺度分析的基础研究。上海交通大学 材料改性与数值模拟研究所—TESCAN联合实验室研究所所长顾剑锋教授在颁奖致辞中，十分自豪地谈到“这个联合实验室的初期筹备就花费了两年多的时间，而实验室的成功建设和运行，也代表了上海市“核电大型锻件智能热处理实验室”建设项目的顺利运营。迄今为止，联合实验室已成功运行一年多，设备利用率非常高且设备运转良好，为研究所的课题研究提供了一个可靠稳定的平台。在这个过程中，也非常感谢TESCAN公司从产品的技术和应用支持到安装培训、售后服务等各个方面提供的优秀服务和有力保障。研究所所长顾剑锋为颁奖仪式致辞TESCAN中国技术总监焦汇胜博士也在颁奖致辞中谈到，“TESCAN作为全球知名的电子显微镜及微观分析综合解决方案供应商，近年来在中国市场取得了飞跃式的发展，同时TESCAN尖端的技术和优质的服务也对国内的科研起到了积极地推动作用，而这些成绩的取得离不开用户对我们的肯定和支持，尤其是我们联合实验室的用户。联合实验室计划是TESCAN中国最重要的市场战略，借助联合实验室的交流示范平台，我们将能够更好地推广我们的产品和服务，并为客户提供最尖端前沿的综合解决方案和最优质高效的服务。TESCAN中国技术总监焦汇胜博士为颁奖仪式致辞为研究所优秀博士生颁发“TESCAN奖学金”奖学金颁发仪式结束之后，紧接着便开办了“TESCAN高级应用培训讲座”，这也是双方共建联合实验室协议中的一项个性化服务内容。TESCAN中国应用中心高级应用工程师向研究所的广大师生及电镜操作人员进行了电子显微镜的高级应用培训，详细讲解了仪器的原理、应用技巧以及最新版软件的使用。上海交通大学材料改性与数值模拟研究所借助TESCAN高端镓离子源双束FIB系统，开展了诸如原位3D功能、动态高温力学分析等大量研究，都是非常先进的材料表征技术，这对于TESCAN的产品推广和市场培育起到了非常重要的示范和引导作用。TESCAN应用中心也和研究所通力合作，为很多研究项目提供了专业的应用支持和测试服务。目前研究所已积累了大量数据和素材，相信在不久的将来，在双方的共同努力下，联合实验室将发表更多高水平高质量的研究成果。“TESCAN奖学金”颁发仪式合影留念更多内容详情，请关注“TESCAN公司”微信公众号。

一、项目编号：N5105012022000291二、项目名称：电感耦合等离子体质谱仪等一批设备采购三、采购结果合同包1:供应商名称供应商地址中标（成交）金额上药控股泸州有限公司四川自贸区川南临港片区福星路一段185号3栋301号1,674,500.00元四、主要标的信息合同包1:货物类（上药控股泸州有限公司）品目号品目名称采购标的品牌规格型号数量（单位）单价(元)总价(元)1分析仪器电感耦合等离子体质谱仪赛默飞世尔科技（中国）有限公司ICAP PQ ICP-MS1(套)1,158,000.001,158,000.001分析仪器食品快速检测仪厦门海荭兴仪器股份有限公司HHX-ZHA1(套)18,500.0018,500.001分析仪器实时荧光定量PCR仪生命科技控股私人有限公司75001(套)498,000.00498,000.00

当今世界，绿色低碳发展是大势所趋，全世界都在向碳中和目标不断努力。实现“双碳”目标离不开二氧化碳（CO2）的减排，而CO2作为碳资源的规模化高附加值利用是极具挑战性的的重要战略方向。近日，中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士团队提出了CO2与烷烃耦合制备芳烃大宗化学品的新途径。团队发现使用酸性分子筛作为催化剂，可催化CO2与轻质烷烃发生耦合反应，同时促进了芳烃的生成，产物中芳烃选择性高达80%。在特定条件下，约3/4的CO2转化为可用作化工原料的一氧化碳产物，进一步研究证实约1/4已转化的CO2的碳原子直接进入了芳烃产物。相关成果发表在中国催化专业刊物——《催化学报》上。大连化物所供图CO2是最稳定的化学分子，将CO2作为原料高效转化为大宗化学品一直是巨大挑战。芳烃是有机化工中重要的基础原料，可以广泛用于合成树脂、纤维、染料、医药、香料等，目前主要通过石脑油催化重整等石化路线进行生产，存在原料和目标产品之间碳氢不平衡的问题。引入CO2与富氢的烷烃耦合调控其反应的碳氢平衡，提高目标产物选择性，同时将CO2转化为有用的化工原料或产品，以实现CO2资源化利用，对传统芳烃生产技术具有变革性意义。此前很多研究人员尝试采用CO2与烷烃反应，将CO2转化为CO并减少氢气的生成，但均认为CO2的碳原子没有进入烃类产物中。以HZSM-5分子筛为催化剂，催化CO2与轻质烷烃发生耦合反应生成芳烃示意图本工作中，团队以HZSM-5分子筛为催化剂，对比研究了正丁烷、正戊烷和正己烷在氦气和CO2气氛中的转化反应，并详细研究了分子筛酸性，反应温度、压力、CO2加入量等条件对耦合反应的影响。结果表明，CO2的引入可大幅促进芳烃的生成，同时甲烷和乙烷等小分子烷烃的生成受到抑制。对反应后的催化剂进行分析，发现了大量甲基取代的内酯和甲基取代的环烯酮等含氧物种。通过同位素标记实验和一系列验证实验，证实这些含氧中间体由CO2与烃类耦合转化生成，提出并证明了耦合反应发生的途径，即CO2与碳正离子反应得到环内酯，环内酯进一步转化为甲基环烯酮，甲基环烯酮转化为芳烃产物。进一步采用密度泛函理论计算了耦合反应机理各步骤的能垒，验证了耦合反应机理的可行性。“这项成果最大的亮点是证实了CO2与烷烃耦合反应不仅可以将其转化为一氧化碳，更重要的是部分CO2的碳原子可以直接进入芳烃产物，促进芳烃的生成并提高产物中芳烃的选择性，为CO2大规模资源化利用提供了一条有效的途径，具有广阔的应用前景。”刘中民介绍。该研究成果发表在我国唯一被SCI收录的催化英文刊——《催化学报》上。将优秀的成果发表在国产期刊上，刘中民院士深有感悟。“将CO2作为碳资源进行高附加值利用，对实现双碳目标的技术路径设计具有重大意义。将我们的最新研究进展发表在国产期刊上，我是经过了慎重的考虑。我国加强科技创新，也需要与科技创新地位相适应的国际期刊。近些年，很多国产期刊对高水平研究工作都开辟了绿色通道，文章接收后会快速发表并推介宣传，在国内外显示度逐步提升。”刘中民告诉《中国科学报》，“以《催化学报》为代表的国产期刊近年来专业性和世界影响力都在快速提升，让中国的最新成果在中国的期刊上发表，这也体现了我们的科技自信在不断增强。同时，一流期刊的发展也离不开一流的科研成果，积极地向国产期刊投稿高水平科研成果，需要大家积极支持，首先是从自己做起，我们和国产期刊是‘双赢’。”

300mm大硅片是集成电路制造不可或缺的基础材料，对整个集成电路产业的发展起着关键支撑作用。针对我国集成电路制造行业对低氧高阻、近零缺陷等硅片产品的迫切需求，亟需解决大直径、高质量硅单晶晶体生长技术中的氧杂质输运、晶体缺陷调控等基础科学问题，进而开发大直径单晶晶体生长技术，实现特定的晶体杂质、缺陷的人工调控，满足射频、存储等领域的应用需求。 　　近日，中科院微系统所魏星研究员团队，在300mm晶体生长的数值模拟研究领域取得重要进展。该团队自主开发了耦合横向磁场的三维晶体生长传热传质模型，并首次揭示了晶体感应电流对硅熔体内对流和传热传质的影响机制，相关成果于2023年05月以 “Effects of induced current in crystal on melt flow and melt-crystal interface during industrial 300 mm Czochralski silicon crystal growth with transverse magnetic field”为题，发表在美国化学会旗下晶体学领域的旗舰期刊《Crystal growth & design》上。 　　在本工作中，通过对比三组仿真结果，系统的分析了晶体电导率、磁场强度、晶转速率这三个关键参数对晶体内感应电流的影响，进而分析了其对熔体对流、温度分布和界面形状的影响。结合实验数据，模型准确性得以验证，并预测了建模所需的合理的晶体电导率。研究结果表明，当晶体中感应电流增加时，界面下强制对流的驱动力逐渐从离心力转变为洛伦兹力，并改变强制对流的旋转方向，从而影响固液界面形状。这项研究弥补了传统模型的忽略晶体感应电流的不足，首次系统地揭示了晶转引起的感应电流以及关键工艺参数对传热传质、固液界面等的影响，大大提高了仿真结果的准确性，为近零缺陷硅片产品晶体生长技术的优化提供了理论支撑。 　　中科院上海微系统所陈松松助理研究员为文章的第一作者，魏星研究员为通讯作者。 中国科学院上海微系统与信息技术研究所原名中国科学院上海冶金研究所，前身是成立于1928年的国立中央研究院工程研究所，是中国最早的工学研究机构之一。中国科学院上海微系统与信息技术研究所学科领域为：电子科学与技术、信息与通信工程；学科方向为微小卫星、无线传感网络、未来移动通信、微系统技术、信息功能材料与器件。图 1 模型示意图2 (a)晶体感应电流，(b)强制对流驱动力示意图和熔体自由液面温场、流场分布图

p style=" line-height: 1.75em " 　　岩土介质温度-渗流-应力-化学耦合多功能试验仪是中国科学院武汉岩土力学研究所自主研制和开发的多功能试验仪。该所科研人员自2013年起经过反复试验和调试，2014年获得研制成功，并取得多项发明专利，已配合完成多项国家级科研课题及设计院委托科研项目，各试验结果已发表在国际学术期刊上。该实验系统具有优异的技术性能，达到了国际同类岩石力学试验仪器的主流水平，并且具有较高的性价比，得到了国内同行的认可，已推广应用到中国石油大学(华东)、湖北工业大学、山东科技大学、河海大学、南昌大学、中国矿业大学(徐州)等多家高等院校。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　岩土介质温度-渗流-应力-化学耦合多功能试验仪可进行温度-应力-渗流-化学腐蚀(THMC)全耦合的岩石三轴流变试验，也可进行THMC全耦合或局部耦合条件下的岩石常规三轴力学试验。该试验仪具有以下特点：1、多物理场耦合：温度、应力、渗流和化学腐蚀全耦合或局部耦合 2、多功能：大尺寸单轴压缩试验、变角剪切试验、巴西劈裂试验 3、高精度闭环伺服电机控制：耗能低，静音，适合长时间试验 4、结构简单：适合试验操作 5、大吨位高刚度反力框架。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　该试验仪由围压室、大吨位偏压加载框架、高精度围压伺服控制模块、高精度偏压伺服模块、高精度孔压伺服控制模块、变形测量模块、温控模块和油路旁路过滤模块等10部分组成。 /p p style=" line-height: 1.75em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/b0292a17-412b-4e9e-94da-8903de45742e.jpg" title=" W020160421397808361989.jpg" / /p p style=" line-height: 1.75em text-align: center " 　　中国石油大学(华东)试验仪照片 /p p style=" line-height: 1.75em text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/a49162de-e660-4dc7-b8c7-ff029f7b61d2.jpg" title=" W020160421397808373820.jpg" / /p p style=" line-height: 1.75em text-align: center " 　　采集控制系统 /p p br/ /p

近几十年以来，伴随着大数据、传感器、云应用等多种新兴技术的快速发展，数据流量也呈现出指数级增长的态势。使用电子电路的传统集成电路，通过摩尔定律推动电子器件的体积缩小、性能增加，从而推动数据流量的进一步增长。根据摩尔定律，电子器件上可以容纳的晶体管数量，大概每两年增加一倍。而数据流量的不断激增，给电子器件的带宽、速度、成本和功耗等诸多方面都带来了较大的挑战。换言之，传统电子设备的发展即将到达极限。此时，使用光子或光粒子将光与电子进行结合的光子集成电路，尤其是硅基光电子器件，因能够建立高速、低成本的连接，并实现对大量数据的一次性处理，在数据通信领域具有显著优势。从硅基光电子学技术目前的发展来看，以硅材料为基础的微电子器件已经能够处理被动光学功能，但却很难有效地完成主动任务，比如产生光（激光）或检测光（光电探测器）等数据生成和读取时需要用到的关键步骤。那么，要想在完成主动功能的同时增强器件的性能，就必须在硅基底上集成 III-V 族半导体化合物，也就是元素周期表中 III 族和 V 族的材料。可问题是，如今 III-V 族半导体化合物还无法与硅实现良好的配合。近期，来自香港科技大学的薛莹研究助理教授和该校刘纪美（Kei-May Lau）教授，带领团队设计出一种名为横向纵横比捕获（lateral aspect ratio trapping，LART）的方法。薛莹据介绍，其作为一种选择性直接外延生长的技术，能够在不需要厚缓冲层的条件下，在绝缘的硅衬底（silicon-on-insulator，SOI）上，横向选择性地生长 III-V 族材料。基于该技术，研究人员在 SOI 晶圆上制造了 III-V 分布式反馈激光器，能与硅层呈共平面配置，实现 III-V 族激光器与硅波导之间的高效耦合。另外，这种特殊的 III-V 族绝缘层结构，还为激光器提供了良好的光学约束。据了解，该光泵浦分布式反馈激光器具有约 17.5µJcm-2 的低激光阈值、1.5µm 的稳定单模激光、超过 35dB 的边模抑制比和 0.7 的自发辐射系数。这些数据结果也充分表明，单片生长激光器在晶圆级硅光子集成电路方面迈出了重要一步，或将推动集成硅基光电子学领域的发展。近日，相关论文以《在（001）SOI 上选择性生长的面内 1.5µm 分布式反馈激光器》（In-Plane 1.5 µm Distributed Feedback Lasers Selectively Grown on（001）SOI）为题在Laser & Photonics Reviews上发表，并被选为期刊封面。薛莹是第一作者，刘纪美担任通讯作者。“我们的方法解决了 III-V 族器件与硅的不匹配问题，实现了 III-V 族器件的优异性能，并使 III-V 族器件与硅的耦合变得更加高效。”薛莹对媒体表示。Laser & Photonics Reviews期刊当期封面不过，需要说明的是，虽然该技术有望在传感和激光雷达、生物医学、人工智能、神经和量子网络等研究领域获得应用，但要想将它更好地应用于现实生活，还必须克服一些关键的科学挑战。因此，基于目前的研究，该课题组打算从高输出功率、长寿命、低阈值、高温下工作等维度入手，进一步增强与硅波导集成的 III-V 族激光器的能力。另外，值得一提的是，薛莹目前的研究兴趣主要集中在集成光子学、电子光子集成电路、硅光子学、纳米光子学等领域，并已经在以高效、可扩展和低成本的方式，缓解基于硅的光子集成电路的性能限制方面，做出了重要突破与创新。基于此，她曾在近期荣获 2023 年 Optica 基金会挑战赛资助的 10 万美元奖金，该奖项旨在表彰 10 名在利用光学和光子学，并解决全球问题方面具有杰出想法的早期职业专业人员。显而易见，这笔资助将有助于推进她接下来的研究。