冠层温定仪

近日 ，美国麻省理工学院 Jeong Min Park、曹原等人在《自然》发文，报告三层扭转石墨烯能够表现出超导性。这个“三明治”比双层的“魔角” 石墨烯更加稳定，并且能够通过两种相互独立的方式进行调节。这样的结构或有助于理解实现高温超导需要的条件。图片来源：Pixabay当两片石墨烯 以 1.1° 的扭转角度交错排列，这个双层结构就会转变为非常规的超导体，从而使电流无阻通过，而不会浪费能量。这种“魔角”石墨烯结构及其超导效应由美国麻省理工学院 （MIT）物理学教授 Pablo Jarillo-Herrero 团队在 2018 年首次发现。这项研究也让中科大少年班毕业生、当时年仅 21 岁的曹原“一战成名”： 他以共同第一作者/共同通讯作者 的身份首次在同一天发表了两篇《自然》 （Nature ）论文，随后他 成为了 《自然》2018 年十大科学人物中最年轻的学者 。扭转电子学 （twistronics）领域从此兴起。此后，科学家一直在寻找其他可以经过扭转而表现出超导性质的材料。但是到目前为止，除了最初的双层“魔角”石墨烯以外，没有发现其他材料具备相似的特性。近日，已经成为博士后的曹原再次以共同第一作者身份 在《自然》发文报告，在三层石墨烯组成的“三明治”中观察到超导性。 在新的三层结构中，中间一层石墨烯相对于外层以新的角度扭转，其超导性比双层结构更稳定。该论文 2 月 1 日在《自然》发表， Jeong Min Park 和曹原为共同一作，此外曹原还与他的导师、Pablo Jarillo-Herrero 共同担任论文通讯作者。日本国立材料科学研究所（National Institute of Materials Science）的渡边贤司（Kenji Watanabe）和谷口尚（Takashi Taniguchi）也参与了这项研究。研究人员还可以通过施加和改变外部电场的强度来调节结构的超导性。而通过调节三层结构，研究人员能够产生超强耦合超导性，这是一种奇特的电学行为，在其他所有材料中很少见。Jarillo-Herrero 说：“目前尚不清楚魔角双层石墨烯是不是特例，但现在我们知道它并不孤单，它有一个三层表亲。这种超可调（hypertunable）超导体的发现将转角电子学领域扩展到了全新的方向，在量子信息和传感技术中具有潜在的应用。”打开新型超导体研究的大门在 Jarillo-Herrero 和同事们发现扭转双层石墨烯中可能产生超导性之后不久，理论物理学家提出，在三层或更多层石墨烯中也可能看到相同的现象。石墨烯就是厚度仅有一层原子的石墨，它完全由排列成蜂窝状晶格的碳原子组成，如同纤细却坚固的金属网格。理论物理学家提出，如果将三层石墨烯像三明治一样堆叠， 中间层相对于两个外层扭转 1.56 度，那么这种扭曲构型将产生一种对称性，从而促使材料中的电子配对，形成无阻力的电流，即超导的标志。Jarillo-Herrero 说：“我们就想，为什么不尝试检验一下这个想法？”为此，Park 和曹原设计了三层石墨烯结构。他们将单层石墨烯小心地切成三个部分，并将其按照理论预测的角度精确堆叠。他们制造了几个这样的三层结构，每个结构的尺寸仅有几微米，大约相当于人类头发的直径的 1/100，高度则为三个原子。Jarillo-Herrero 称之为 “纳米三明治”。接下来，研究小组将电极连接到结构的两端，并通过电流，同时测量材料中损失或耗散的能量。“我们没有观察到能量耗散，这意味着它是超导体。”Jarillo-Herrero 说，“我们必须肯定理论物理学家的贡献，他们算出了正确的夹角。”但他补充说， 这种结构具备超导性能的确切原因仍然有待确认，目前还不确定这是不是因为理论物理学家所提出的对称性。这也是他们计划在未来的实验中进行检验的内容。 他说：“目前我们只能确认相关性，而无法确认因果关系。但现在我们至少有了一条途径，可以根据这种对称性思想探索一大批新型超导体。”“ 最强大的耦合超导体”在探索新的三层石墨烯结构时，研究团队发现，可以通过两种方式控制其超导性。对于团队此前提出的双层石墨烯，可以通过施加外部 门电压来改变流过材料的电子数量，从而调节其超导性。研究团队上下调节门电压，同时测量材料停止耗散能量、转变为超导体时的临界温度。通过这种方式，团队能够像调节晶体管一样打开和关闭双层石墨烯的超导性。团队使用相同的方法来调节三层石墨烯，同时还发现了控制材料超导性的第二种方法，这在双层石墨烯和其他扭转角结构中是不可能的。这种方式就是使用附加电极对材料施加 电场，这能够改变三层结构之间的电子分布，同时不改变结构的整体电子密度。Park 说：“现在，这两个相互独立的‘旋钮’能为我们提供大量有关超导电性出现条件的信息，帮助我们理解这种不寻常的超导状态背后至关重要的物理学原理。”通过同时使用这两种方法调整三层结构，研究小组在一定条件下观察到了超导性，包括在相对较高的 3 开尔文临界温度下，即使此时材料的电子密度很低。相比之下，量子计算领域正在研究使用铝制作超导体，铝具有更高的电子密度，而它仅在约 1 开尔文的温度下才具备超导性。Jarillo-Herrero 说：“我们发现魔角三层石墨烯可以成为最强大的耦合超导体，这意味着在给定的电子数量很少的情况下，它也能在相对较高的温度下进行超导。它能带来最大的收益。”研究人员计划制造三层以上的转角石墨烯结构，以了解具有更高电子密度的此类构型是否可以在更高的温度下表现出超导性，甚至实现室温超导。“如果能够工业化大规模生产这些结构，那么我们就可以制造用于量子计算的超导比特，或者低温超导电子器件、光子探测器等。不过我们还不知道如何一次制造数十亿个这样的结构，”Jarillo-Herrrero 说。Park 说：“我们的主要目标是理解强耦合超导的基本性质。三层石墨烯不仅是有史以来最强大的强耦合超导体，它还具备最大的调节空间。借助这种可调谐性，我们能够真正实现在相空间的任何位置探索超导电性。”论文信息：Park, J.M., Cao, Y., Watanabe, K. et al. Tunable strongly coupled superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene. Nature (2021).

日本财政部表示，作为确保稳定供应链的努力的一部分，日本已决定对芯片制造设备实施对外贸易监管。日本财政部在一份声明中表示，现在外国投资者在对与芯片制造相关的设备进行直接投资时，需要提前通知，包括收购上市公司1%或以上的股份或购买非上市公司的股份。该部表示，此举还旨在解决技术泄露风险，防止商业技术被用于军事目的。据日本财政部称，被列入所谓“核心行业”名单的其他产品包括先进电子元件、机床零部件、船用发动机、光纤电缆和多功能机器。该部表示，新增监管后，“核心行业”现在涵盖了国家经济安全促进法规定的所有指定关键产品。以下是新增事项：【特定关键产品相关行业】&bull 半导体制造相关设备制造（主要用于半导体制造的机械、器具、零部件、耗材及材料）&bull 先进电子元件制造（多层陶瓷电容器等电子元件及其材料）&bull 机床零部件制造（滚珠丝杠、直线导轨、直线标尺等机床零部件）&bull 船用发动机制造（民用船用四冲程柴油发动机，连续最大输出功率为735千瓦或以上。）【从国家安全等角度考虑增加的其他行业】&bull 光纤电缆制造（石英基光纤和光纤束）&bull 多功能机器制造（具有发送和接收数据能力并具有复印和扫描等多种功能的机器和设备）此举正值日本试图恢复本国半导体生产能力，将其作为经济安全战略的支柱之际。过去三年，日本已拨出约4万亿日元（269亿美元）用于振兴半导体行业和推动数字化。日本政府正在起草法案，以进一步增加对国内芯片制造能力的投资。日本通过制定新的半导体战略，积极招募台积电等国外公司，并提供巨额补贴，以促进日本国内芯片生产。批评人士表示，过去的努力未能振兴该行业，因为它们没有与外国公司合作。

市场监管总局关于促进市场监管系统计量技术机构深化改革和创新发展的指导意见各省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团市场监管局（厅、委），中国计量科学研究院，中国测试技术研究院，各大区国家计量测试中心，中国计量测试学会，中国计量协会：计量技术机构是保障国家计量单位制统一和量值准确可靠的重要技术力量，在促进科技进步、保障贸易公平、推动产业发展和质量提升等方面发挥着重要的基础支撑和引领作用。为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，进一步推动计量技术机构健康可持续发展，现提出如下意见。一、总体要求（一）指导思想。坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，深入贯彻新发展理念，以推动高质量发展为主题，以深化供给侧结构性改革为主线，以改革创新为根本动力，准确把握新发展阶段对计量技术机构提出的新要求，坚持深化改革和更好发挥计量基础保障作用相统一、积极服务经济社会发展和全面履行法定职责相统一，不断加强计量技术机构体系和能力建设，积极发挥机构职能作用，为经济社会高质量发展提供有力的技术支撑。（二）基本原则——坚守初心，牢记使命。始终坚持计量技术机构的法治性、公正性和公益性，夯实其在国家量值统一中的基础性地位和作用，保证国家量传体系的完整性和统一性，强调计量技术机构的法定职责和要求，确保计量基础设施的稳定、可持续投入。——改革创新，优化服务。推动实施以增强活力、提升能力、改善服务和促进资源优化共享为目标的计量技术机构体制机制创新。围绕经济社会发展实际需求，不断加强计量科技创新，提升计量技术机构服务能力和水平，增强计量技术机构核心竞争力。——统筹规划，分类指导。围绕提供计量公共服务、实施计量监督管理的需要，结合各地实际发展情况，对计量技术机构进行统筹规划、分类指导。允许一部分计量技术机构先行先试、做优做强，逐步推动计量技术机构在全国范围内形成法定职责明确、产业布局合理的差异化、优质化发展。（三）总体目标。到2025年，计量技术机构法定职责得到全面落实，计量科技创新能力明显增强，计量人才队伍更加稳定，基础支撑和服务保障作用日益凸显，社会认知度和影响力不断提升，基本满足国家法定任务的各项需要，培育出一批规模效益好、创新能力强、具有产业号召力和影响力的计量测试品牌，形成与国家现代化水平相适应的计量技术服务和保障体系。二、夯实基础，切实履行法定职责与义务（四）保持计量体系的完整性和稳定性。计量是国家的重要战略资源，也是确保国家统一和完整的基础。计量技术机构是计量工作的主力军，是实现计量体系稳定、有效运行的关键。根据《中华人民共和国计量法实施细则》的有关要求，国家要有计划地发展计量事业，用现代计量技术装备各级计量检定机构，为社会主义现代化建设服务，为工农业生产、国防建设、科学实验、国内外贸易以及人民的健康、安全提供计量保证，维护国家和人民的利益。各级市场监管部门要高度重视计量技术机构的建设，积极争取地方政府和发展改革、财政、科技、工信等部门的支持，确保各项计量基础设施的稳定、有效和持续投入，推动计量技术机构的科学化、持续化发展。特别在改革过程中，要尽量考虑保持计量体系的独立性和完整性，确保国家量值的统一和安全，推动国家各项法定计量职责的有效履行，以保障和改善民生、推进经济快速发展。（五）确保计量法定职责的全面有效履行。各级市场监管部门要加强区域内社会公用计量标准的建设，充分了解本地区社会公用计量标准的建设情况，根据当地产业发展和实施计量监督的需要，合理配置计量资源，确保量值传递溯源链条的完备性。要进一步加强社会公用计量标准的管理，未经批准，任何单位和个人不得擅自改造、拆迁、停用社会公用计量标准，对擅自停用的计量技术机构，要给予及时纠正，情节严重的依法吊销其计量授权证书。各级计量技术机构要认真履行法定计量职责，运行好、维护好计量基准、社会公用计量标准，及时做好计量器具强制检定、型式评价等法定任务，并为各项计量监督工作提供及时、有效的计量技术支撑。不得以经费保障不到位为由，推诿、推卸各项法定任务。（六）守牢民生安全计量底线。坚持“人民至上”理念，深入开展“我为群众办实事”活动，广泛实施计量惠民工程，优化民生计量服务，提高人民群众对计量的信任感和获得感。加强供水、供气、供热、电力、通信、公共交通、物流配送、防灾避险等计量基础设施建设，提升基层民生计量保障水平。围绕食品安全、贸易结算、医疗卫生、生态环境等领域计量监管需求，强化民生领域计量强制检定工作，实现本地区主要强制检定项目全覆盖。加强乡村民生计量保障，不断缩小计量领域公共服务的城乡差距。三、多措并举，加强计量技术机构自身建设（七）加强统筹规划，促进协调发展。各级市场监管部门要根据本地区经济社会、科学技术发展的需要，加强计量技术资源的统筹规划，确保政府计量监管职责的落实和基础性、公益性量值传递与溯源服务的正常开展。要积极推动计量技术机构的优化布局和结构调整，推进区域协调发展和优化整合，鼓励部分基础条件比较好、积极性高的计量技术机构率先做优做强。要围绕国家重大区域战略对计量的需求，通过技术协同、能力共享、共研共建、资质互认等方式，推动计量技术机构的协同发展，完善区域量值传递和溯源体系。要积极发挥国家级计量技术机构龙头引领作用，鼓励省级和部分有条件的市级计量技术机构、高等院校、科研院所、创新型企业强强联合，瞄准区域性科技创新目标，组建跨地区跨行业高水平实验室、技术中心、工程技术研究中心、仿真试验中心等研发机构，实施重大计量科技攻关项目，建立计量协同创新示范中心与计量科技创新生态伙伴联盟，逐步形成区域计量科技协同创新体系。鼓励和支持计量技术机构构建发展面向基层、边远和欠发达地区的远程计量协作网，向基层计量技术机构提供远程教学、远程培训等服务，利用信息化手段促进资源纵向流动，提高优质计量资源可及性和计量服务整体效率。（八）明确重点任务，促进差异化发展。要积极推动各级计量技术机构的差异化、专业化发展。国家级计量技术机构要加强基础、前沿计量科学技术研究，聚焦先导性、全局性、战略性的计量基标准建设和标准物质研制，积极填补检定、测试能力空白，主导建设国家重大计量基础设施，保持计量基准与国际量值等效。大区国家计量测试中心要切实发挥区域辐射作用，积极牵头组织开展区域协调发展计量支撑体系建设，为国家重大区域发展规划的实施提供计量保障。省级和计划单列市、副省级城市、较大城市以及其他发展基础较好、发展水平较高的计量技术机构，在做好法制计量监管保障与计量公共服务的前提下，要加强应用计量科学技术研究，积极建设产业计量测试中心，开展前瞻性、定制化、立体化的计量技术服务，并发挥对基层的技术辐射和带动作用。市、县级计量技术机构要进一步强化法制计量工作，落实强制检定职责，切实维护和保障民生计量服务的公益性，确保持续稳定为社会提供基础性、公共性量值传递与溯源服务。（九）加强技术研究，推动科学发展。具备科研条件的计量技术机构要承担起科技报国的使命，瞄准科学计量前沿，积极开展前瞻性计量基础研究，推动高水平计量科技自立自强。加强计量学基础理论和核心技术的原始创新，研究人工智能、生物技术、新材料技术、新能源技术、先进制造技术、新一代信息技术等领域精密测量技术；围绕推进产业基础高级化、产业链现代化的计量测试需求，搭建产业计量技术基础公共服务平台，推动高水平计量应用技术研究和服务，促进国家核心竞争力提升。（十）加强队伍建设，促进持续发展。各级市场监管部门要加强计量人才队伍建设，不断优化机构管理方式，建立与改革相适应的管理制度，完善以绩效和贡献为导向的考核分配机制，最大限度激发人员的内生动力。要重视培养专业技术和管理人才，完善人才培养和交流机制，加快培养高层次、复合型计量人才和紧缺急需人才，建立与计量技术机构发展相适应的高素质人才队伍。营造吸引全球计量科技人才集聚的环境，吸收引进国际计量人才。建立国际组织计量人才库和国际计量合作专家团，推动中国专家在计量国际组织或技术机构任职或兼职。（十一）加强信息化建设，推进智慧化发展。要加强计量技术机构信息化水平，建设完善计量公共技术服务平台，强化网络安全、软硬件升级、信息通信、政务云服务和系统应用功能，推动计量服务向信息化、数字化、智能化转型。建设国家计量数据中心，支持有条件的计量技术机构参与国家计量数据研究应用试验区建设，联合高校、科研院所等开展计量数据处理、存储、传输、交换和管理研究，推动以计量数据为驱动的“大云物移智链”等新技术创新应用。深化计量数据防篡改和测量软件功能安全认证等信息化技术研究。（十二）加强交流合作，推进国际化发展。鼓励和支持计量技术机构参与国际计量技术活动，深化计量领域国际交流与合作。积极参与和主导国际计量规则和计量规范制定，加强国际计量制度、规划、规范、技术的跟踪研究。支持计量技术机构参与国际计量互认工作，支持有条件的计量技术机构成为国际法制计量组织证书指定试验机构。鼓励计量技术机构开展“一带一路”国家和地区计量培训研讨、知识传播、计量比对、计量实验室援建共建，分享中国经验。四、坚持创新，服务经济社会高质量发展