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中紅外光譜技術被廣泛應用于醫療診斷、軍事偵察、工業控制、環境監測等領域。其中，中紅外光源是實現中紅外技術的核心部件之一。作為二維層狀材料家族的新興成員，黑磷（BP）已因其獨特的性能而得到廣泛研究。

當今凝聚態物理研究中最重要的問題之一是揭示磁性材料中的高溫超導機制。帶有自旋的電子常被認為是局域在磁性離子實周圍的，而形成電流的電子則被視為在晶格中巡游。但事實上這兩者均為同一粒子。因此，這對立的兩面如何共同協助超導形成，是一個非常有趣的問題。這種“非常規”的機制與銅基超導體、鐵基超導體以及重費米子超導體都密切相關。 在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。 量子材料科學中心博士研究生郭見青和岳莉為該項工作的共同第一作者。相關的中子散射實驗是由日本的MLF, J-Parc用戶實驗項目支持完成的。這項工作由量子材料科學中心李源研究組和張焱研究組合作完成。研究課題得到了中國自然科學基金委和科技部項目的資助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).

在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學技術，發現在一種鐵基超導材料中，有一類特定的磁激發對超導的形成至關重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應密切相關。這項工作于2019年1月4日發表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發現的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內，而在這種新發現的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導的壓制與四方磁相中探測到的譜學特征的聯系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發現，在材料發生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發發生了顯著的變化。根據中子散射截面與散射幾何的關系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內的磁激發。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發生偏轉到了c方向，在低能激發中將難以沿c方向時自旋的長短發生改變，因此低能磁激發中c方向的自旋激發被抑制。實驗還發現了重要的一點：超導相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發相對非超導相的自旋激發有輕微的改變，這說明材料超導與的磁性質相關聯。進一步的分析（圖2）發現，這種改變主要發生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發被抑制，但它們仍然是與超導關系最密切的磁激發。這項結果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現高溫超導的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現超導配對過程中所需的磁激發。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導溫度被抑制。

熱電效應（Thermoelectric Effects）提供了一種在熱能和電能之間直接轉化的手段，在現今世界能源和環境問題的背景下，熱電效應作為一種清潔有效的能源轉化方式而受到廣泛關注。相比于傳統的熱電材料，I?V?VI2 (I=Ag; V=Sb, Bi; and VI=S, Se, Te)型半導體由于本征的極低晶格熱導率而成為具有良好潛力的熱電材料體系。盡管AgSbTe2是其中最為廣泛研究的材料，但是由于其制備需要大量豐度較低的元素碲（Tellurium），且熱穩定性較差，因而人們希望用更加廉價和穩定的AgBiSe2來代替。之前對于AgBiSe2的研究，主要集中在通過對其進行元素摻雜優化載流子濃度這一方面，而本文指出通過將AgBiSe2與AgBiS2復合，使用球磨的方法使兩相完全固溶，可以更進一步降低材料的晶格熱導率。結果顯示，材料的熱導率在773K溫度下，從原本的~0.5 W/mK降低到了0.33 W/mK，成為這個體系到目前為止報道的最低的熱導率。結合電性能用銦摻雜改性，最終，該材料在773K時的最高ZT值到達了0.9，與該體系之前取得的最高ZT相近，是本征AgBiSe2的2.5倍左右(如圖所示)。這種運用球磨實現多相固溶以降低晶格熱導率的方法，也為其他體系熱電材料的相關研究指出了一個值得嘗試的方向。

Friedel-Crafts反應是有機合成中經典的對芳環上進行衍生的反應，包括烷基化和酰基化反應。通常，Friedel-Crafts烷基化反應所用溶劑為石油醚、苯、氯苯等有機溶劑，在Lewis酸或Br?nsted酸的催化下進行反應。目前工業上仍普遍使用AlC13等傳統均相催化劑。但傳統的烷基化反應，無論從催化劑還是到終產物都會產生酸性氣體HCl，不僅使得反應的原子經濟性低，而且嚴重腐蝕設備、污染環境，催化劑也會大量消耗、難以回收。從根源上使烷基化反應綠色化的工藝開發具有重要的理

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研發階段/n原位熱壓燒結工藝制備致密ＺｒＯ２／Ｔｉ２ＡｌＮ復合材料　　本發明是原位熱壓燒結工藝合成致密ＺｒＯ２／Ｔｉ２ＡｌＮ復合塊體材料。原料組成及成分范圍為：以Ｔｉ粉、Ａｌ粉、ＴｉＮ粉的摩爾比為ｎ（Ｔｉ）∶ｎ（Ａｌ）∶ｎ（ＴｉＮ）＝１∶（０．８～１．４）∶１，ＺｒＯ２粉的摻入量為５～４０ｖｏｌ％。本材料由原位熱壓燒結工藝制成，其步驟包括：按配比稱取原料，原料混合均勻后，置于石墨模具中，在熱壓燒結系統中的真空環境下進行燒結，真空度為１０－２Ｐａ；升溫速度為５～８０℃／ｍｉｎ，燒結溫度為１２００～１４

 從元素在地殼中的豐度，毒性和價格方面介紹硫化物作為熱電材料的天然優勢；從熱電性能上分析了硫化物在熱穩定性，載流子濃度的可調控性等方面的劣勢；也總結了包括元素摻雜、微觀結構調控等優化硫化物熱電材料的方法；最后提出了硫化物潛在的研究方向和可能的優化硫化物熱電材料性能的新方法。

本發明涉及銀基復合材料的制備，旨在提供一種Ag/SnO2復合材料的制備方法。該方法包括：在攪拌條件下將氨水與SnCl4·5H2O的酸性水溶液同時滴加到WC懸浮水溶液中反應后，將懸浮液過濾、洗滌，真空干燥后煅燒，獲得具有核殼包覆結構的復合SnO2顆粒；將顆粒與銀粉球磨混合均勻得到混合粉體；將混合均勻后的粉體通過等靜壓壓制成坯體，然后依次經過燒結、復壓、復燒工藝，最后熱擠壓成型獲得Ag/SnO2復合材料。通過本發明制備獲得的Ag/SnO2復合材料，一方面保證了復合顆粒具有與SnO2相類似的優良特性，另一方面可以通過調整SnO2和WC的復合比例有效克服傳統電接觸材料在使用過程中因成分偏析導致的性能劣化，進而消除經長期使用后接觸電阻增大、溫升提高對電氣使用性能的不利影響。

在這種獨特的vdW p?g?n結中，互補帶隙的MoTe2和SnS2、石墨烯夾層、結內形成的垂直內置電場的組合為增強的寬帶光吸收、高效的激子分離和載流子轉移提供了無可比擬的優勢。研究發現，石墨烯夾層在增強探測率和拓寬光譜范圍方面起到關鍵作用(圖2e)。優化的器件(包含5?7層石墨烯夾層)在紫外?可見?近紅外光譜中顯示出超過2600 A/W的光響應度(圖2b)、快的光響應速度(圖2c)、高達1013 Jones的比探測率 (圖2d)。特別是在1550 nm短波紅外激發下，其比探測率也高達1.06×1011 Jones，可媲美商業的短波紅外探測器(譬如非??制冷的Ge-on-Si光電探測器)。 這些研究結果為寬帶的超高性能光電探測器提供了切實可行的思路，且本研究成果在目前寬光譜光電探測器件方面以及未來的柔性的光電子與智能傳感器件方面具有極大的應用潛力。