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針對車載氫能源的難題，開展納米結構鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了 Mg 納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸的方法制備了不同形貌的 Mg 納米線。 結果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制 Mg 納米線的長度和直徑。測試結果顯示，Mg 納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結果顯示，直徑為 30-50nm 的 Mg 納米線具有良好的可逆儲放氫性能。研究成果發表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. AlloysCompds 等期刊上，授權發明專利 2 項。 

本項目采用真空熔鑄方法，解決了 Cu-Cr 合金鑄造產生的成分偏析及組織不 均勻問題，得到的顯微組織細化、成分均勻化，尤其是合金中 Cr 粒子的細化問 題，大幅度提高耐電壓強度，同時又能保持銅的高導電性，觸頭的小型化才有實 現的可能。本方法還能回收利用生產廢料，因此生產工藝更為環保。而且生產成 本大大降低，性能還有所提高。本項目制備的觸頭材料,性能與國內外同類產品 相比,在導電性,均勻性,組織細化等多方面全面領先。

在海洋環境、酸雨污染、高溫高濕等的環境條件下，紫銅、黃銅及其合金的加工器件在中間工序存放和使用過程中會造成點蝕，進而擴展為大面積腐蝕，而作為連接部件會加劇縫隙腐蝕引發應力腐蝕斷裂。該項目成功研制了耐腐蝕耐磨防腐蝕環保涂料，大大延長銅類尤其是紫銅的自然存放期，對銅器件生產和運輸過程中起到了很好的保護作用；由于耐蝕性優異，也可作為長期防護涂層。該技術獲得的涂層在厚度為5μ條件下測試相關主要技術指標如下：   外觀    無色透明   可保留銅的金屬光澤；可調整任意顏色   粘度    25秒      《涂料粘度測定法》（涂-4杯）（GB/T 1723-1993）    附著力  0級      《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》（GB/T9286-1998）    耐鹽霧   200h       《色漆和清漆耐中性鹽霧的測定》（GB/T1771-1991）   耐沖擊  50Kg·cm   《漆膜耐沖擊測定法》GB/T1732-1993   耐磨擦  0.005千克 《漆膜耐磨性測定法》（GB/T1768-1989）   硬度    4H        《涂膜硬度鉛筆測定法》（GB/T6739-1996）   相容性  與彈藥相容 《真空安定性試驗-壓力傳感器法》（GJB772A-97 501.2） 該技術適合噴涂、刷涂、輥涂等工藝，不含任何有害稀釋劑，為環保產品。該產品用量少、性能和使用工藝優于防銹油；其另一特色在于必要時很容易去除，比防銹油的去除要容易的多。

基于過去發展的基于第一性原理電子結構計算的有限溫度下鐵電-順電相變模擬手段，指出Fisher等人提出的有限尺寸標度理論存在缺陷，并針對鐵電-順電相比提出修正方法。此理論缺陷存在的本質原因是理論推導過程中對體材到薄膜演變過程中哈密頓量變化的忽視，是由當時實驗技術與針對具體材料物性理論模擬手段的局限造成的。新發展出來的修正方法可廣泛適用于類似鐵電材料的物性模擬。 研究中，以SnTe作為一個例子，來研究標度律不成立的體系；以BaTiO3為一個例子，來描述標度律成立的體系。通過對比兩類材料在從體材到薄膜變化過程中電子結構與相變溫度變化的規律，作者發現相變序參量的變化可以作為一個描述子，來區分此兩類系統。在標度律成立的體系，體材與薄膜的相變序參量并不發生變化，這個也是70年代Fisher等人提出標度律的一個基本假設。而對SnTe這類材料，在從體材到薄膜的演化過程中，相變序參量已經發生了變化。這一機制也為尋找、預測和設計低維高Tc鐵電材料提供了新思路。不同于之前研究常采用的施加應變等外部調制手段，新機制預測的低維鐵電材料具備本征高Tc，更易于脫離實驗室條件走向工業生產。課題組期待這一工作能激發更多高Tc鐵電材料的發現。圖1. 材料的相變序列(a) 滿足標度律的傳統鐵電材料；(b) 不滿足標度律的二維鐵電材料；(c) 不滿足標度律的一維鐵電材料。當且僅當材料的低維相變序列發生改變時，標度律不成立，該材料有可能發現高Tc，即(b)(c)，有待于進一步的實驗發現。

北京大學量子材料科學中心的韓偉研究員和謝心澄院士，以及日本理化學研究所的Sadamichi Maekawa教授，受邀在國際著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上撰寫綜述文章，介紹“自旋流--新穎量子材料的靈敏探針”這一新興領域的前沿進展。 自旋電子學起源于巨磁阻效應的發現，在當時而言，自旋流指的僅僅是電子自旋的傳播。隨著自旋電子學的蓬勃發展，與相關研究的不斷深入，新的自旋流現象與機制不斷被拓展，相關研究證明一系列的粒子或者準粒子攜帶的自旋都能夠形成自旋流，比如磁性絕緣體中的磁振子、超導體中自旋三重態和準粒子、量子自旋液體中的自旋子、自旋超導態等。尤其是對于量子材料而言，由于其往往具有獨特的自旋性質，基于自旋流探針的研究方法就成為了表征量子材料物性的有效手段。 量子材料都是凝聚態物理與材料科學領域的研究前沿之一，其量子性質起源于諸多量子效應，包括低維尺寸效應，量子限域效應，量子相干效應，量子阻挫效應，能帶結構的拓撲性，自旋軌道耦合，對稱性限制等等。量子材料包括石墨烯，高溫超導體，拓撲絕緣體，外爾半金屬，量子自旋液體，自旋超流體等等。量子材料可以表現出諸多與自旋相關的量子性質，如二維過渡金屬硫族化合物中的自旋-谷耦合，以及拓撲絕緣體當中的自旋-動量鎖定等。因為量子材料的自旋屬性在下一代的量子信息存儲和量子計算科學當中的應用潛力，所以研究量子材料的自旋相關性質得到了廣泛關注。 為了研究量子材料的自旋性質，發展一種易于實現和操控的高效工具顯得尤為迫切與關鍵。幸運的是，在實驗物理學家和理論物理學家的不懈努力下，成功的證實了自旋流探針能夠作為量子材料的有效探測手段。一系列激發和探測自旋流的方法被提出并得以實現，從而證實了基于自旋流探針的量子材料物性研究的廣泛適用性。 迄今為止，相關實驗已經證實自旋流能夠以超導體系中的自旋三重態庫珀對和超導準粒子、量子自旋液體中的自旋子、磁性絕緣體和自旋超流體中的磁振子為載體進行傳播，相關物理圖像被總結在表1中。本篇綜述文章著重介紹了在五類主要的量子材料體系中的基于自旋流探針的物性研究。第一類是超導材料體系，自旋流探針可以被用來驗證自旋三重態的存在以及自旋動力學的演化過程。第二類是量子自旋液體材料體系，自旋流探針可以被用來驗證自旋子攜帶的自旋角動量的有效傳播過程。第三類是磁性絕緣體體系，自旋流以磁振子的形式傳播，描述了磁有序材料當中的集體激發行為。第四類是雜化量子激發體系，自旋流以磁振子-聲子雜化模式（磁振子-極化子）或磁振子-光子雜化模式（磁振子-極化激元）為載體進行傳播。第五類是自旋超流體系，自旋流以玻色愛因斯坦凝聚中的自旋量子數為1的玻色子為載體進行傳播，這種玻色子可以為電子-空穴激子或者是磁振子。 這些重要的研究進展已經充分證實了基于自旋流探針的物性表征對于量子材料而言是一種行之有效的研究手段。因此，這一方法將會極大的推動新穎量子材料的發現和相關物理性質的研究。例如量子霍爾和量子自旋霍爾材料，量子鐵磁體和反鐵磁體，六角晶格體系中的量子手征聲子，自旋和力耦合的量子系統，超導體中的自旋動力學和鐵磁與超導界面的超導能隙，自旋三重態超導體中的超導對稱性，強耦合自旋系統中的雜化激發，拓撲磁振子材料，量子自旋液體中的自旋子，自旋超流體約瑟夫森效應，以及其他任何作為自旋流載體的量子態。另外，這一領域的進展還將推動自旋成像技術的發展，如利用自旋極化掃描隧道顯微鏡和氮空位色心顯微鏡技術對量子材料體系中自旋流的原位探測。

近日，中國科大合肥微尺度物質科學國家研究中心國際功能材料量子設計中心和物理系中科院強耦合量子材料物理重點實驗室曾長淦教授研究組與王征飛教授研究組實驗與理論合作，首次在單元素半導體碲中發現了由外爾費米子主導的手性反常現象以及以磁場對數為周期的量子振蕩，成功將外爾物理拓展到半導體體系。該研究成果在線發表在《Proceedings of the Natio

小試階段/n本項目研究的碳化硅外延技術有其特殊性，不同于一般的半導體外延技術， SiC 外延生長技術在生長溫度、生長速率、缺陷和均勻性控制的具體指標要求以及實現 途徑上都突出了電力系統應用的特點。目前，國際上已經形成了從碳化硅襯底材料、 外延材料到器件制備的一整套產業體系。高質量 SiC 外延材料是 SiC 功率器件的基 礎材料，目前的國內外電力電子器件需要的碳化硅外延材料的發展趨勢都是向大直 徑、低缺陷、高度均勻性等方向發展。 目前，幾乎所有的碳化硅器件都是在碳化硅外延層上制備的。高質量的碳化硅

載藥量高達到400%（w/w）的多功能納米載體 一、項目分類 重大科學前沿創新、關鍵核心技術突破、顯著效益成果轉化 二、成果簡介 南京大學醫學院胡一橋教授和吳錦慧教授科研團隊，圍繞生物材料的理化及生理特性，聚焦藥物臨床治療的關鍵科學問題和難題，首創“單元-多維”生物材料成形理論，突破了“超強疏水/高比重”物質的高效負載、體內傳輸、體外貯存三大關鍵科學技術難題，構建了載藥量高達到400%（w/w）的多功能納米載體。 研究成果發表在Nature BME，Nature Communication、PNAS、Science Advances上，并獲得教育部技術發明一等獎、教育部自然科學一等獎、江蘇省發明專利金獎。據此項研究成果，建立了“Bottom-Up”的規模化制備生物納米藥物的生產線，完成了以蛋白類生物材料為載體的抗腫瘤靶向藥物的規模化制備和臨床研究，相關藥物1項在臨床試驗，1項獲得NMPA的批準上市。有效的解決了進口類似品種價格高，患者無法承受的問題。

研究內容 ：金屬半固態成型技術是 21 世紀材料科學與工程領域熱門 研究方向之一。 本項目主要是研究金屬半固態漿料制備的新工藝、 新裝備， 實現對該裝備工藝過程的智能控制，以高效、穩定地獲得具有良好微觀組 織性能的金屬半固態漿料。 技術特點 ：1.自主開發了新型金屬半固態漿料制備新工藝裝置，探索 了該裝置制備鋁合金半固態漿料的優化工藝參數； 2.提出了材料智能處理 在金屬半固

球狀、管狀等多種結構納米炭的制備及應用。