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研究小組首先利用激光分子束外延技術(shù)生長了具有原子級(jí)別平整度的反鐵磁Cr2O3薄膜，是電荷的絕緣體。采用非局域自旋輸運(yùn)的技術(shù)，用熱方法在鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流、產(chǎn)生自旋壓，在另外一個(gè)鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應(yīng)測(cè)量自旋流的輸運(yùn)（圖A）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在低溫下自旋輸信號(hào)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)著自旋導(dǎo)的飽和，也就是零自旋阻效應(yīng)；即自旋超流基態(tài)的最重要基本性質(zhì)之一（圖B）。在此基礎(chǔ)上，該研究小組又系統(tǒng)研究了不同自旋輸運(yùn)距離下自旋超流的輸運(yùn)現(xiàn)象，證明了自旋在該自旋超流基態(tài)可以進(jìn)行長距離的輸運(yùn)，并且其隨輸運(yùn)距離的關(guān)系與自旋超流態(tài)輸運(yùn)理論預(yù)言一致（圖C）。該工作是是自旋超導(dǎo)態(tài)領(lǐng)域研究的一項(xiàng)重大突破，勢(shì)必推動(dòng)自旋超導(dǎo)態(tài)的快速發(fā)展，為研究基于自旋玻色子的玻色愛因斯坦凝聚的基礎(chǔ)物理研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并為新型量子自旋器件，如自旋流約瑟夫森結(jié)等，奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。圖：自旋超流基態(tài)的重要實(shí)驗(yàn)證據(jù)。（A）非局域自旋輸運(yùn)測(cè)量示意圖。用熱方法在左邊鉑電極和Cr2O3薄膜界面注入自旋流，在右邊鉑電極處利用鉑的自旋霍爾效應(yīng)測(cè)量自旋流的輸運(yùn)。（B）自低溫下自旋輸信號(hào)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，反映出自旋超流基態(tài)的零自旋阻效應(yīng)。（C）自旋信號(hào)隨其隨輸運(yùn)距離的關(guān)系與自旋超流態(tài)輸運(yùn)理論預(yù)言一致。

該裝置工作原理不同于已有產(chǎn)品，具有推流和曝氣雙重作用，利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，在葉輪前端形成一定負(fù)壓吸入空氣，形成汽水混合物后在葉輪的強(qiáng)大推力下噴出，采用旋轉(zhuǎn)蝸殼噴水裝置，渦殼在水流反作用力下可以做 360 度旋轉(zhuǎn)，極大地提高曝氣面積。該裝置的特點(diǎn)是：使用獨(dú)特的高效無堵塞推流曝氣葉輪，提高了效率；采用水力自旋轉(zhuǎn)蝸殼噴水裝置，提高了服務(wù)面積；結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)方便。

挑流-射流聯(lián)合消能系統(tǒng)利用下泄的高速水流沖擊溢流堰上葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過變速器加速發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，為置于水墊塘中的增壓泵供電，增壓泵的矩形出水口向上噴射出的面狀水流與溢流壩面挑射后下泄的面狀水流在空中碰撞消能，沖擊葉輪過程進(jìn)行底坎消能，在完成底坎消能和對(duì)沖消能后，余能將在水墊塘得到進(jìn)一下的消減。

曲折波導(dǎo)行波管是傳統(tǒng)螺旋線和耦合腔行波管的折中，具有較寬的工作帶寬和較大的功率容量，在毫米波和太赫茲頻段具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高器件的性能，研制了新型慢波結(jié)構(gòu)，以及毫米波段新型慢波結(jié)構(gòu)真空電子器件。研制成功的Q波段連續(xù)波曲折波導(dǎo)行波管突破了高效率曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工與裝配、大電流密度電子槍、大功率連續(xù)波輸出等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大功率輸出。 曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu) Q波段連續(xù)波曲折波導(dǎo)行波管應(yīng)用于衛(wèi)星通信、電磁干擾等裝備系統(tǒng)中。

太赫茲（THz）科學(xué)技術(shù)既是重大的基礎(chǔ)科學(xué)問題，也是國家的重大需求。然而，作為一段全新的的電磁波譜，實(shí)現(xiàn)THz波傳輸與控制的相關(guān)器件極為匱乏，大大限制了THz科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。本項(xiàng)目提出了THz波物質(zhì)探測(cè)、低損傳輸、高速控制的新理論和新技術(shù)，研制出多種實(shí)用化THz功能器件。本項(xiàng)目的主要成果包括：(1) 提出了THz波吸收的理論模型，研制出吸收率達(dá)到85%以上的窄帶、多帶和寬帶太赫茲吸收材料，解決了傳統(tǒng)電磁波吸收材料無法有效工作于THz頻段的技術(shù)難題；(2)提出“人工電磁結(jié)構(gòu)”與“電子功能材料”相結(jié)合構(gòu)建可調(diào)諧太赫茲功能器件的思想，研制出開關(guān)速率達(dá)到0.1ms的太赫茲開關(guān)、調(diào)制速率達(dá)到10Mbps的太赫茲波調(diào)制器，帶內(nèi)透射達(dá)到80%的太赫茲帶通濾波器，以及高效太赫茲功率衰減器；（3）基于高阻Si的深能級(jí)摻雜技術(shù)和石墨烯二維晶體材料，研制出寬帶太赫茲波空間調(diào)制器，開關(guān)速率達(dá)到5MHz，空間調(diào)制面積達(dá)到3英寸，為提高太赫茲成像速率和分辨率奠定了基礎(chǔ)；(4)提出極化約束實(shí)現(xiàn)太赫茲波導(dǎo)低損耗傳輸?shù)男赂拍睢；凇熬酆衔锟招静▽?dǎo)”與“周期性金屬光柵結(jié)構(gòu)”的集成，研制出一種雙面光柵聚合物空芯波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了單模的傳輸,大幅度降低太赫茲傳輸損耗到0.68dB/m，達(dá)到了實(shí)用化的要求。 這一研究成果既加深了對(duì)THz波譜特性和基本物理現(xiàn)象的理解，也解決了THz傳輸、控制、波譜識(shí)別和應(yīng)用成像的多個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題。本項(xiàng)目成果的實(shí)施，可望實(shí)現(xiàn)載波300GHz以上高速無線通信，為太赫茲波無線通信、雷達(dá)探測(cè)、醫(yī)療診斷以及以及波譜成像等應(yīng)用系統(tǒng)提供了重要的技術(shù)支撐。在Appl. Phys. Lett., Sci. Rep., Opt. Lett., Optics Express, J. Opt. Soc. Am.等國際主流期刊上發(fā)表SCI 論文66 篇。申請(qǐng)國家發(fā)明專利22 項(xiàng)，已授權(quán)專利7 項(xiàng)，獲得教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。跟國內(nèi)外綜合比較，本項(xiàng)目的研究成果總體上處于國際先進(jìn)水平，對(duì)推動(dòng)太赫茲科學(xué)快速進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的科學(xué)意義。

微波毫米波大功率計(jì)主要完成微波/毫米波領(lǐng)域大功率測(cè)試，是監(jiān)測(cè)微波毫米波器件性能的關(guān)鍵測(cè)試儀器/設(shè)備。 團(tuán)隊(duì)研制的微波/毫米波大功率計(jì)可以完成平均功率20kW以上電磁波能量的測(cè)定。

曲折波導(dǎo)行波管是傳統(tǒng)螺旋線和耦合腔行波管的折中，具有較寬的工作帶寬和較大的功率容量，在毫米波和太赫茲頻段具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高器件的性能，研制了新型慢波結(jié)構(gòu)，以及毫米波段新型慢波結(jié)構(gòu)真空電子器件。研制成功的Q波段連續(xù)波曲折波導(dǎo)行波管突破了高效率曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工與裝配、大電流密度電子槍、大功率連續(xù)波輸出等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大功率輸出

本項(xiàng)目提出了THz波物質(zhì)探測(cè)、低損傳輸、高速控制的新理論和新技術(shù)，研制出多種實(shí)用化THz功能器件。

本項(xiàng)目研發(fā)的紅外無損檢測(cè)設(shè)備通過超聲波、脈沖光源、連續(xù)光源等方式對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行熱激勵(lì)，以紅外熱成像方式檢測(cè)物體的內(nèi)部缺陷，具有單次檢測(cè)面積大、速度快、可單面檢測(cè)、無需拆卸被檢測(cè)部件、可在外場(chǎng)使用等優(yōu)點(diǎn)，適合于多種形狀固體材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋、分層或脫粘缺陷檢測(cè)。其主要檢測(cè)對(duì)象有：材料內(nèi)部微裂紋，復(fù)合材料的分層、脫粘和撞擊損傷，熱障涂層和陶瓷部件上的微裂紋，管道內(nèi)壁的裂紋和腐蝕坑，C/C復(fù)合材料上的裂紋，固體發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層脫粘，航天膠接結(jié)構(gòu)脫粘，焊縫內(nèi)部裂紋等多種材料內(nèi)部缺陷。

東南大學(xué)電磁環(huán)境效應(yīng)研究中心相繼開發(fā)出橫電磁波室（TEM Cell）、非對(duì)稱橫電磁波室、吉赫茲橫電磁波室（GTEM Cell）、三極化橫電磁波傳輸室（TTEM Cell）等系列橫電磁波室場(chǎng)強(qiáng)裝置。創(chuàng)造性地采用異形結(jié)構(gòu)形式增大GTEM Cell的可用試驗(yàn)空間，同軸輸入接頭獲國家發(fā)明專利。所研制橫電磁波傳輸室的電壓駐波比小于1.5，外形長度尺寸從0.2m到8m，工作頻率從9kHz到18GHz，最高脈沖工作電壓達(dá)80kV，連續(xù)波承受功率大于1kW。本成果可應(yīng)用于信息技術(shù)設(shè)備、電力電子、汽車電子、醫(yī)療器械、集成芯片等產(chǎn)品的電磁兼容性試驗(yàn)和場(chǎng)強(qiáng)探頭校準(zhǔn)。