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北京大學(xué)物理學(xué)院肖云峰教授與龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在微腔非線性光學(xué)研究取得重要進(jìn)展：首次實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子修飾的二氧化硅光學(xué)微腔的高效三次諧波產(chǎn)生，比此前報道的二氧化硅微腔轉(zhuǎn)換效率提高了四個量級，接近晶體微環(huán)腔三次諧波的最高轉(zhuǎn)換效率。成果被《物理評論快報》以封面及編輯推薦形式亮點(diǎn)報道：Phys. Rev. Lett. 123, 173902 (2019)。論文題為“Microcavity Nonlinear Optics with an Organically Functionalized Surface” (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.173902)。左圖：二氧化硅微腔表面修飾有機(jī)共軛分子；右圖：實(shí)驗(yàn)測得的激發(fā)光和三次諧波光譜圖 三階非線性光學(xué)效應(yīng)是現(xiàn)代光學(xué)研究和應(yīng)用中最重要的非線性光學(xué)過程之一，被廣泛應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)光頻梳、全光開關(guān)和量子光源等。二氧化硅回音壁微腔由于具有超高的品質(zhì)因子和成熟的制備工藝，已經(jīng)成為是現(xiàn)代光子學(xué)研究的重要器件。然而，由于材料的限制，二氧化硅三階光學(xué)非線性響應(yīng)較弱于多數(shù)晶體材料，這嚴(yán)重地制約了二氧化硅微腔器件的性能。另一方面，有機(jī)共軛小分子具有離域的?電子系統(tǒng)，在光場激發(fā)下，離域電子表現(xiàn)出很強(qiáng)的非諧振動，從而具有很高的非線性響應(yīng)系數(shù)。同時，回音壁微腔的表面倏逝場為微腔與外界物質(zhì)相互作用提供天然的通道。因此，采用表面修飾技術(shù)，光學(xué)微腔和高非線性響應(yīng)的有機(jī)分子形成連結(jié)；有機(jī)分子通過表面倏逝場作用，有效地調(diào)控微腔系統(tǒng)的非線性效應(yīng)，從而提高微腔器件的性能甚至可能突破微腔材料的限制。 在該項(xiàng)工作中，研究團(tuán)隊(duì)通過采用兩步反應(yīng)法，實(shí)現(xiàn)了二氧化硅微腔表面均勻地修飾有機(jī)分子層，既有效增強(qiáng)了微腔表面三階非線性系數(shù)，同時保持了腔的高品質(zhì)因子特性。實(shí)驗(yàn)中，研究者采用最近發(fā)展的動態(tài)相位匹配技術(shù)，即基于腔克爾效應(yīng)和熱效應(yīng)補(bǔ)償非線性頻率轉(zhuǎn)換過程中本征的相位失配，實(shí)現(xiàn)泵浦光和諧波頻率與熱腔模頻率的共振匹配，最終實(shí)驗(yàn)上觀測到三次諧波轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1680%/W2，比之前報道的二氧化硅微腔的最高轉(zhuǎn)換效率提高了四個量級，接近目前晶體微環(huán)腔轉(zhuǎn)換效率的最高值。研究者進(jìn)一步地在實(shí)驗(yàn)上揭示了三次諧波的增強(qiáng)來自表面修飾的有機(jī)分子：微腔三次諧波/合頻轉(zhuǎn)換效率顯著依賴于泵浦光偏振，平均輸出功率對比度達(dá)到50倍，這是由于有機(jī)分子偶極取向?qū)е碌钠褚蕾図憫?yīng)。該工作采用的表面修飾技術(shù)和動態(tài)相位匹配方法可以普適地推廣到其它微腔和光波導(dǎo)等體系中，在寬帶可調(diào)諧非線頻率轉(zhuǎn)換和表面科學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。

生成模型的研究重點(diǎn)是如何從給定的數(shù)據(jù)集合中學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)的聯(lián)合概率分布，以及從學(xué)習(xí)到的概率分布中高效地生成新的樣本。研究團(tuán)隊(duì)提出將數(shù)據(jù)的聯(lián)合分布概率編碼成量子多體態(tài)的概率幅的模平方。進(jìn)一步地，他們提出在經(jīng)典計算機(jī)上使用矩陣乘積態(tài)(Matrix Product States)來模擬學(xué)習(xí)的過程。矩陣乘積態(tài)的參數(shù)，即張量網(wǎng)絡(luò)的張量元，可以通過類似密度矩陣重整化群(Density Matrix Renormalization Group)的算法進(jìn)行學(xué)習(xí)，最終形成一個具有泛化能力的生成模型。這個學(xué)習(xí)算法結(jié)合了量子物理與機(jī)器學(xué)習(xí)各自的優(yōu)點(diǎn)：它不僅可以利用GPU高效地學(xué)習(xí)到模型參數(shù)，還可以利用張量網(wǎng)絡(luò)的靈活性動態(tài)地調(diào)節(jié)模型表達(dá)能力。此外，與傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計物理的生成模型（例如玻爾茲曼機(jī)）相比，玻恩學(xué)習(xí)機(jī)還具備直接生成無關(guān)聯(lián)樣本的強(qiáng)大能力，從而可以高效地生成新的數(shù)據(jù)。 基于量子態(tài)的概率生成模型融合了量子物理與機(jī)器學(xué)習(xí)的思想，是一個嶄新的研究領(lǐng)域。玻恩學(xué)習(xí)機(jī)借助量子態(tài)內(nèi)稟的概率解釋及其強(qiáng)大的表達(dá)能力，意在為機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能提供更為先進(jìn)的生成模型和學(xué)習(xí)算法。此外，這類模型在量子信息處理，量子計算以及多體物理中具有應(yīng)用潛力。展望將來，最令人興奮的前景應(yīng)該會是在一臺量子計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)玻恩學(xué)習(xí)機(jī)，從而以全新的方法進(jìn)行概率型的學(xué)習(xí)和建模。這項(xiàng)工作用使用張量網(wǎng)絡(luò)模擬量子計算機(jī)的運(yùn)行，向無監(jiān)督量子機(jī)器學(xué)習(xí)邁近了一步。作用在一幅MNIST圖片上的矩陣乘積態(tài)以及它的糾纏譜

隨著恒星輻射增強(qiáng)，這類冰行星或衛(wèi)星將直接進(jìn)入極 端炎熱的溫室逃逸狀態(tài)，也就是說，它們的表面溫度將升高到 100 °C 以上，液態(tài) 水因而無法存在，生命也將無法存在。 隨著恒星輻射增強(qiáng)，冰行星或衛(wèi)星的氣候狀態(tài)之所以發(fā)生突變，而不是平緩過 渡到溫和的宜居狀態(tài)，是因?yàn)槠浔砻娣瓷浜阈禽椛淠芰Φ募眲〗档秃痛髿鉁厥倚?yīng) 的急劇增強(qiáng)造成的。冰雪能夠把 60%以上的恒星輻射反射回太空，而液態(tài)水僅反 射不足 10%的恒星輻射。一旦冰雪融化，行星地表反射能力的突然降低使得其吸 收恒星輻射的能力大大增強(qiáng)，從而導(dǎo)致地表溫度急劇升高。除此之外，冰雪融化 后，大量的水汽進(jìn)入大氣，水汽的強(qiáng)溫室效應(yīng)也將使地表溫度進(jìn)一步升高。在水汽 正反饋效應(yīng)的作用下，液態(tài)水將完全蒸發(fā)進(jìn)入大氣并被光解、最終逃逸到太空。

本研究利用氧氣對非骨架摻雜選擇性刻蝕的效應(yīng)，首次在Cu襯底上實(shí)現(xiàn)了石墨烯的完美骨架摻雜生長，氮摻雜后的石墨烯遷移率高達(dá)13000 cm2/Vs，比其他工藝制備的摻雜石墨烯要高出數(shù)個量級。同時，石墨烯的面電阻也降低到130 oh/sq，摻雜的穩(wěn)定性顯著提高。

化學(xué)交聯(lián)結(jié)合質(zhì)譜技術(shù) (chemical cross-linking coupled with mass spectrometry, CXMS) 是近年來迅猛發(fā)展的一種檢測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)相互作用的方法。隨著質(zhì)譜儀器以及交聯(lián)數(shù)據(jù)搜索軟件的發(fā)展，CXMS技術(shù)已經(jīng)獲得了長足的進(jìn)步，但在該技術(shù)中能夠應(yīng)用的交聯(lián)劑類型卻并不豐富。目前商業(yè)可購買的交聯(lián)劑主要是針對蛋白質(zhì)N端和賴氨酸殘基，還有少量針對半胱氨酸殘基。精氨酸在蛋白質(zhì)中含量豐富 (>5%)，而且經(jīng)常出現(xiàn)在蛋白質(zhì)相互作用界面中。但目前還沒有成熟的針對精氨酸殘基選擇性的交聯(lián)劑被開發(fā)出來。 為了進(jìn)一步豐富交聯(lián)劑的種類，該研究開發(fā)了靶向精氨酸的交聯(lián)劑。該系列交聯(lián)劑在不同長度的聚乙二醇單元兩端連接芳基取代甲酰甲醛結(jié)構(gòu)(aromatic glyoxal)，分別命名為ArGO1-3交聯(lián)劑。此外根據(jù)甲酰甲醛結(jié)構(gòu)的相對位置、苯基取代情況、交聯(lián)劑臂長情況以及化學(xué)連接方式的情況，還開發(fā)出meta-ArGO1-2、ortho-ArGO1、MeO-ArGO1-2、HP-ARGO1以及amide-ArGO1-2等一系列ArGO交聯(lián)劑。

研究成功地利用結(jié)晶水帶來的別構(gòu)效應(yīng)，精確控制了AIE分子的熒光發(fā)射。研究將配位基團(tuán)通過柔性碳?xì)滏溸B接到具有聚集誘導(dǎo)熒光效應(yīng)的基團(tuán)二苯基二苯并富烯上，制備出具有配位功能的發(fā)光兩親分子PBFL。當(dāng)用水化能力依次減弱的Mg2+,Ca 2+,Sr2+,Ba 2+等不同 金屬離子與PBFL 配位時，得到的沉淀熒光顏色由藍(lán)逐漸 變到黃。而通過加熱除掉結(jié)晶水時，所有配位體系均呈現(xiàn)黃色熒光。當(dāng)把這些無水體系用水 -乙醇混合溶劑 熏蒸或直接水化時，不同金屬 離子的 配位體系都恢復(fù)成原來的熒光顏色。種通過結(jié)晶水實(shí)現(xiàn)的發(fā)光顏色精細(xì)調(diào)控，避免了傳統(tǒng)熒光顏色調(diào)控中采用的一個顏色一種合成的大量有機(jī)合成工作。 課題組 發(fā)現(xiàn)，只要利用不同的堿土金屬離子在溶液中對發(fā)光分子進(jìn)行配位，就可以實(shí)現(xiàn) PBFL的熒光顏色從藍(lán)到黃的精確調(diào)控。而通過選擇合適的金屬離子，就可以獲得最大的發(fā)光顏色變化。

研發(fā)階段/n該成果根據(jù)轉(zhuǎn)統(tǒng)皮蛋加工中鉛的作用機(jī)理，首次在國內(nèi)外研究出了銅鹽、鋅鹽合加代鉛及其合適的比例。開展皮蛋保質(zhì)涂膜劑的研究，先后研制出"四合一"涂膜劑、AC復(fù)合涂膜劑（固膜型）、KJ-003復(fù)合涂膜劑（半固膜型）及KJ-004涂膜劑（固膜型）4種。KJ-004皮蛋涂膜劑成膜時間快，成本低，操作簡單，保質(zhì)時間達(dá)8個月時。研究建立了清料法加工鵪鶉皮蛋的配方、合適濃度與配套加工技術(shù)。創(chuàng)立了利用雞蛋加工皮蛋的技術(shù)與配方。首次研究創(chuàng)建了皮蛋清料生產(chǎn)法，探明了堿度變化規(guī)律和最佳濃度，并提出"清料法生產(chǎn)"新

研發(fā)階段/n潔蛋是指禽蛋產(chǎn)出后，經(jīng)過清潔、消毒、烘水、檢驗(yàn)、分級、涂膜及包裝等系列處理后的鮮蛋產(chǎn)品，品質(zhì)安全可靠，保質(zhì)期長，可直接上市銷售。目前，許多發(fā)達(dá)國家規(guī)定禽蛋產(chǎn)出后必須經(jīng)過清潔處理才能上市銷售。北美、歐洲和日本禽蛋的清洗消毒率已經(jīng)達(dá)到了100%。所有雞蛋必須經(jīng)過清潔處理才能上市。該成果采用安全的清潔消毒劑進(jìn)行快速脫臟（禽糞、血污、雜草等）與清潔消毒，不僅快速、效果好，而且不影響蛋的品質(zhì)；采用純天然的涂膜保鮮劑，不僅安全、成本低，而且保鮮效果好，鮮蛋保鮮時間達(dá)到6個月以上；形成的工藝流程簡潔實(shí)

已有樣品/nWMO-II器官保存液以WMO-I器官保存液（同濟(jì)醫(yī)院制劑）為基礎(chǔ)，汲取國外器官保存液的優(yōu)點(diǎn)，并以器官保存理論為指導(dǎo)：1, 減少由于低溫保存導(dǎo)致的細(xì)胞水腫；2, 防止細(xì)胞的酸化作用；3, 防止灌洗保存過程中細(xì)胞間隙的膨脹；4, 防止氧自由基的損傷，尤其是在再灌注過程中；5, 提供再生高能磷酸化合物的底物。吸收了UW液、HTK液等保存液的優(yōu)點(diǎn)，同時具備了自己明顯的特點(diǎn)：常溫運(yùn)輸和儲存，擺脫冷鏈；低粘滯度，灌注效果好的特點(diǎn)。目前已通過大、小動物實(shí)驗(yàn)分別證實(shí)：WMO-Ⅱ器官保存液對腎臟具有優(yōu)良

利用一氧化碳分子對針尖進(jìn)行化學(xué)修飾，調(diào)控針尖的電荷分布，通過探測電四極矩針尖與強(qiáng)極性水分子之間的微弱高階靜電力，獲得了弱鍵合的水分子團(tuán)簇甚至亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)的亞分子級分辨成像，并在原子尺度上確定了其氫鍵構(gòu)型和氫原子的位置。