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主要作了以下幾方面探索： 在低維納米結構的合成、納米光電器件制造與性能分析方面有良好的研究基礎。在納米光電器件方面，長期從事納米光電器件的研究與開發，已經成功地合成了一系列納米結構以及它們異質和復合納米結構，如TiO2、ZnO、ZnS、ZnS/ZnO 等，并在此基礎上制造了基于單個納米結構的光電器件，測試了其性能。其中發表在國際頂尖一區期刊《Advanced Materials》上的論文被美國加州大學、中科院重點實驗室、澳大利亞昆士蘭大學等相關課題組報道，被《Nature Communications》、 《Advanced Materials》、《Advanced Function Materials》、《Scientific Reports》等國際著名刊物引用達 123 次；發表在國際頂尖一區期刊《Advanced FunctionMaterials》上的論文被北京大學、清華大學、香港理工大學、臺灣國立大學、新加坡南洋理工大學、日本東北大學、美國華盛頓大學等國際名校相關課題組報道，被《Advanced Materials》、《Advanced FunctionMaterials》、《Scientific Reports》、《Energy & Environmental Science》等國際著名刊物引用達 62 次。 在YBa2Cu3O7-δ/ La1-xCaxMnO3氧化物超導與鐵磁雙層結構中，觀察到磁相關的近鄰和耦合效應。證明了超導層中的邁斯納電流與磁層耦合提供的磁場之間存在的相互作用，并明確了來自于超導層的空穴電荷傳輸到反鐵磁層內，使得在靠近超導層的反鐵磁薄層內電荷的重新分布，進而發生了鐵磁性轉變的物理機制。在錳氧化物和銅氧化物組成的鐵磁/超導/鐵磁/反鐵磁異質結中觀察到大的負磁阻峰，這是在接近超導轉變溫度附近的混合態所具有的獨特現象，是自旋相關的界面散射的實驗證據；另外，我們還發現該類氧化物鐵磁/超導異質結中系統發現磁阻峰即隨溫度變化，其磁阻峰發生正、負性逆轉的奇特效應，這是YBa2Cu3O7-δ正磁阻和La0.7Sr0.3MnO3負磁阻相互競爭的結果。其次，利用飛秒激光泵浦探測技術對YBCO/LCMO 異質結進行了泵浦探測，觀測了低溫下鐵磁序和超導序的競爭情況，為進一步研究 YBCO/LCMO 的近鄰效應打下了基礎。 在 具 有 不 同YSZ(yttria-stabilized zirconia) 摻 雜 量 的YBCO/YSZ 準多層膜中觀察到 YSZ 摻雜薄膜發生了化學反應，導致了具有納米數量級鈣鈦礦異質相BaZrO3粒子的形成。BaZrO3粒子的形成促使了晶格的不匹配以致沉積中形成了c-軸關聯的缺陷。角度相關的J c (H,T)在 H//c區域附近出現的二次峰揭示了c-軸關聯缺陷的存在。基于各向異性磁通釘扎理論，我們分離了各向同性釘扎和各向異性釘扎對臨界電流密度的貢獻。分析表明所研究的準多層膜中產生了各向異性的缺陷，由此形成強釘扎中心，使得準多層膜在高場下仍具有較高的臨界電流密度。 應用唯象含時Ginzburg-Landau 理論并使用有限元方法研究了二維、三維介觀超導體的渦旋態性質。對于具有不同形狀和不同方向外場作用下的介觀超導體中觀察到了渦旋管交叉纏繞現象。其次，通過對電流驅使下的含弱連接的介觀超導帶的分析，觀察到了介觀超導帶磁化強度隨時間的周期性變化。另外,在我們所研究的小超導環中出現了穩定多渦旋態。隨著內半徑的增長,我們發現了穩定基態的(l:L)和(2:L)多渦旋態現象。 該項目已獲上海市自然基金項目立項支持。

本發明公開了一種二維層狀二硫化鉬薄膜的光探測器及制備工 藝，光探測器包括從上之下依次排列的電極結構、多個層狀二硫化鉬 薄膜以及襯底；電極結構為電極、主支、分支三部分，相鄰主支之間 和相鄰分支之間的間距為二硫化鉬薄膜的平均大小，起到并聯二硫化 鉬薄膜、增大光敏面積的作用。二硫化鉬薄膜的生長采用化學氣相沉 積(CVD)的方法，硅片作為襯底，MoO3 粉末作為鉬源，硫粉作為硫源， 通過控制鉬源與襯底之間的間距、硫蒸氣進入反應的時間和反應溫度， 制備得到大面積的層狀二硫化鉬薄膜。使用該方法制備層狀二硫化鉬

本發明公開了一種二維層狀二硫化鉬薄膜的光探測器及制備工 藝，光探測器包括從上之下依次排列的電極結構、多個層狀二硫化鉬 薄膜以及襯底；電極結構為電極、主支、分支三部分，相鄰主支之間 和相鄰分支之間的間距為二硫化鉬薄膜的平均大小，起到并聯二硫化 鉬薄膜、增大光敏面積的作用。二硫化鉬薄膜的生長采用化學氣相沉 積(CVD)的方法，硅片作為襯底，MoO3 粉末作為鉬源，硫粉作為硫源， 通過控制鉬源與襯底之間的間距、硫蒸氣進入反應的時間和反應溫度， 制備得到大面積的層狀二硫化鉬薄膜。使用該方法制備層狀二硫化鉬

一種寬光譜、強吸收的表面光伏型光探測器的制備方法，其作法是：以鈦箔為陽極，鉑為陰極，對鈦箔進行氧化，得非晶態TiO2納米管陣列；經處理后，得TiO2納米管陣列；將鈦箔置于高溫反應釜內，再將Na2S2O3、Bi(NO3)3水溶液注入密封反應釜，熱處理得Bi2S3-TiO2納米管陣列；在Bi2S3-TiO2納米管陣列表面覆蓋FTO，引出電極，在未生成Bi2S3-TiO2納米管陣列的鈦箔上引出電極，將FTO與鈦箔及其Bi2S3-TiO2納米管陣列的接觸邊緣封裝即得本發明的光探測器。該方法能耗低，工藝、設備簡單；制得物適用光譜范圍大，適合做光譜分析；還可以做光敏開關等光電器件，具有廣闊的應用前景。

液體磁性磨具是由我在國際上首先提出并研制成功的一種新型精密光整加工技術，具有良好的材料適應性，可以實現對各種金屬材料零件、陶瓷材料零件等的光整加工，可以獲得較低的表面粗糙度 值，具有良好的可控性，可方便的通過調節磁場強度來控制整個加 工表面或局部表面研磨壓力的大小，且光整加工所需要的設備簡單，對設備的精度要求不高，可以方便地應用于生產實踐，在復雜 型面、孔等表面精密加工方面具有具有明顯的優勢，居國內領先水平。

并網逆變器作為太陽能光伏并網發電系統的核心組成部分，對提高太陽能轉換效率、輸出高品質電能起著關鍵作用。光伏并網逆變器核心技術主要包括最大功率跟蹤、直流變換電路、逆變控制技術和孤島檢測等。光伏組件將太陽能轉化為直流電，經直流變換電路提升并穩定直流電壓輸出，再通過并網逆變電路將直流電轉化為交流電，利用數字鎖相技術和逆變控制技術，將與電網同頻同相的高品質電能饋入電網，為保證并網發電系統不危及電網輸電線路安全，孤島檢測技術能實時檢測系統是否處于孤島狀態并能停止并網運行。本項目主要利用先進數字控制技術實現最大功率跟蹤、逆變閉環控制、孤島檢測及系統保護等，特別在大功率三相并網發電逆變系統高品質輸出的控制技術及太陽能直流電到輸出電能的高轉換率技術方面有技術積累。采用自主研發的控制技術，使得并網輸出電流總畸變率低，輸出功率因素高且可調，系統發電效率高。光伏并網發電監控軟件可實時遠程監控多臺并網逆變器工作狀態，具有記錄、存儲、圖形化顯示系統各項輸出如電壓、電流、饋入電網電能數量等功能。

并網逆變器作為太陽能光伏并網發電系統的核心組成部分，對提高太陽能轉換效率、輸出 高品質電能起著關鍵作用。光伏并網逆變器核心技術主要包括最大功率跟蹤、直流變換電路、 逆變控制技術和孤島檢測等。光伏組件將太陽能轉化為直流電，經直流變換電路提升并穩定直 流電壓輸出，再通過并網逆變電路將直流電轉化為交流電，利用數字鎖相技術和逆變控制技 術，將與電網同頻同相的高品質電能饋入電網，保證并網發電系統不危及電網輸電線路安全， 孤島檢測技術能實時檢測系統是否處于孤島狀態并能停止并網運行。 本項目主要利用先進數字控制技術實現最大功率跟蹤、逆變閉環控制、孤島檢測及系統保 護等，特別在大功率三相并網發電逆變系統高品質輸出的控制技術及太陽能直流電到輸出電能 的高轉換率技術方面有技術積累。采用自主研發的控制技術，使得并網輸出電流總畸變率低， 輸出功率因素高且可調，系統發電效率高。光伏并網發電監控軟件可實時遠程監控多臺并網逆 變器工作狀態，具有記錄、存儲、圖形化顯示系統各項輸出如電壓、電流、饋入電網電能數量 等功能。

北京大學物理學院人工微結構和介觀物理國家重點實驗室徐海潭研究員和耶魯大學Jack Harris教授研究組、芝加哥大學Aashish Clerk教授合作，在光力學研究中取得重要進展。成果以“Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system”為題發表在《自然》（Nature）上（https://www.nature.com/articles/s41586-019-1061-2）。該工作提出了基于光力相互作用的非互易聲子耦合新原理，實現了非互易的聲子傳遞和新型光力制冷方法。 學諧振子在現代科技和生活中具有廣泛的應用，大到引力波探測裝置，小到我們身邊的手機，涉及傳感、變頻、濾波等重要器件。一般的諧振子器件是互易的，即器件內部或者兩個器件之間的聲子傳遞和方向無關。而非互易的諧振子器件對于全雙工聲子信號收發、聲子隔離等有著非常關鍵的作用，甚至還可以用來對熱能進行單向傳遞，使冷的物體更冷，熱的物體更熱。圖a，基于光力相互作用的非互易聲子耦合機制。b，通過控制激光相位，聲子隔離度±30分貝連續可調。 光力學是光學和力學相結合的新興科研領域。光力相互作用可以用于光學和力學模式的精密調控和測量，有著重要的物理意義和實際應用。這個工作中的光力學系統由超高品質因子的氮化硅納米薄膜和高精細度光學腔構成。激光將聲子從納米薄膜的一個諧振模式轉化為光子，再變回另一個諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應互相干涉，使聲子傳遞增強或者減弱。通過控制激光相位，實現了聲子隔離度在±30分貝范圍內連續可調（如圖所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他們通過拓撲操作實現了瞬態的非互易聲子傳遞，而在最新的工作中，他們通過光力相互作用產生了聲子模式間靜態的非互易耦合，從而實現了穩定的非互易聲子傳遞。 進一步地，徐海潭等人實現了用非互易相互作用來調控并觀測諧振子的熱力學漲落。當聲子傳遞是雙向的時候，兩個諧振模式通過交換熱聲子，對應的溫度會互相接近。而當聲子傳遞是單向的時候，被隔離的諧振模式把熱聲子傳遞給另一個諧振模式，這使得被隔離模式的熱聲子數減少，因此降低溫度，而另一個模式則升高溫度。從而通過非互易聲子傳遞實現了一種新型的光力制冷技術。該研究中所包含的創新方法也可以推廣應用于其他電子、力學和光學等系統。 研究工作得到北京大學人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、教育部納光電子前沿科學中心和量子材料協同中心的支持。

磷化銦基集成高速光開關芯片

本發明公開了一種氣溶膠的消光法檢測系統，屬于工業無損檢測設備技術領域，包括準直透鏡組、膠體吸收池、凸透鏡、傳感器、直流穩壓電源和激光器連接準直透鏡組，兩個相同的直角棱鏡分別置于膠體吸收池兩側，準直透鏡組與膠體吸收池連接，膠體吸收池外側裝有光闌、凸透鏡、數據采集端安裝有傳感器、數據采集系統、計算機；有益效果是解決了二次測量中輸出光束平移問題，提高了工業中氣溶膠檢測的靈敏度，使檢測結果更加準確。