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新型光電器件中載流子傳輸層與金屬鹵化物鈣鈦礦單晶異質(zhì)原位集成的關(guān)鍵問題，在無機(jī)電子傳輸層上異質(zhì)原位生長高質(zhì)量全無機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦單晶方面取得研究進(jìn)展 在全無機(jī)電子傳輸層

本發(fā)明公開了一種隧道結(jié)單元及磁隨機(jī)存儲(chǔ)器，包括依次連接 的第一電極、第一自由層、非磁性絕緣層、釘扎層和第二電極，還包 括連接在第一電極與第一自由層之間的第二自由層，第二自由層的橫 截面積小于自由層的橫截面積；第二自由層和第一自由層一起形成了 復(fù)合自由層結(jié)構(gòu)；第二自由層用于聚集電流，使得第二自由層處的電 流密度大于第一自由層處的電流密度，從而使得第二自由層的磁矩先 于第一自由層發(fā)生翻轉(zhuǎn)；由于第二自由層和第一自由層之間的

本發(fā)明公開了一種隧道結(jié)單元及磁隨機(jī)存儲(chǔ)器，包括依次連接 的第一電極、第一自由層、非磁性絕緣層、釘扎層和第二電極，還包 括連接在第一電極與第一自由層之間的第二自由層，第二自由層的橫 截面積小于自由層的橫截面積；第二自由層和第一自由層一起形成了 復(fù)合自由層結(jié)構(gòu)；第二自由層用于聚集電流，使得第二自由層處的電 流密度大于第一自由層處的電流密度，從而使得第二自由層的磁矩先 于第一自由層發(fā)生翻轉(zhuǎn)；由于第二自由層和第一自由層之間的

（一）項(xiàng)目背景 當(dāng)前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導(dǎo)體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點(diǎn)，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達(dá)、制導(dǎo)等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環(huán)境（高溫抗輻照）方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實(shí)驗(yàn)室到小量中試的最后“1 公里”，重點(diǎn)攻克其在可靠性工藝和量產(chǎn)穩(wěn)定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點(diǎn)，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實(shí)現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。 半導(dǎo)體作為信息時(shí)代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”七大領(lǐng)域發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體先進(jìn)電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優(yōu)勢(shì)，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的技術(shù)瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項(xiàng)目簡介 5G 要求更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)射機(jī)的效率會(huì)出現(xiàn)指數(shù)級(jí)的下降。這種下降可以使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)來修復(fù)，該技術(shù)已經(jīng)在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。諸如 GaN 助力運(yùn)營商和基站 OEM 等實(shí)現(xiàn)了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規(guī)模 MIMO 的目標(biāo)。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規(guī)模 MIMO 基站應(yīng)用提供了眾多優(yōu)勢(shì)：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現(xiàn)良好，對(duì)比其他產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)明顯。2、GaN 的特性能轉(zhuǎn)化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達(dá)到 50%至 60%，明顯降低了發(fā)射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運(yùn)行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據(jù) Strategy Analytics 的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì) 5G 移動(dòng)連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)5G移動(dòng)連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Alex Lidow 討論5G時(shí)也說道：“基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。根據(jù)Yole Development公司發(fā)布的2018年度報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，隨著全球整體數(shù)據(jù)流量的激增，我國5G產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模的需求增長。預(yù)計(jì)到2022年，我國5G基站規(guī)模將達(dá)到千億市場，5G基站數(shù)量將達(dá)百萬個(gè)。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發(fā)端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發(fā)展 5G 通信產(chǎn)業(yè)的核心器件，西安電子科技大學(xué)氮化鎵射頻器件研究團(tuán)隊(duì)自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內(nèi)主流5G通信公司協(xié)同攻關(guān)開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔(dān)的流片服務(wù)項(xiàng)目合計(jì)約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學(xué)與西安市高新區(qū)、西電電氣集團(tuán)等聯(lián)合成立“陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心”，中心致力于推動(dòng)陜西第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產(chǎn)業(yè)化，2019 年團(tuán)隊(duì)向陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心轉(zhuǎn)讓專利 35 項(xiàng)，作價(jià) 2000 萬元，雙方正在聯(lián)合推進(jìn)搭建第三代半導(dǎo)體中試平臺(tái)，平臺(tái)將會(huì)立足西安，服務(wù)全國，提升氮化鎵基射頻器件量產(chǎn)工藝可靠性，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 本項(xiàng)目由西安電子科技大學(xué)作為技術(shù)攻關(guān)的主要單位，制定技術(shù)路線，保障國家重大科技專項(xiàng)“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動(dòng)通信 GaN 芯片可靠性機(jī)理研究”研究，與華為和中興聯(lián)合開展工程合作項(xiàng)目實(shí)施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點(diǎn)開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術(shù)研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術(shù)等關(guān)鍵瓶頸問題，協(xié)助規(guī)模量產(chǎn)高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

近日，清華大學(xué)航院、柔性電子技術(shù)研究中心馮雪教授課題組在《國家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）在線發(fā)表了題為“可抑制運(yùn)動(dòng)噪聲的類皮膚可穿戴連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”（Wearable skin-like optoelectronic systems with suppression of motion artifact for cuff-less continuous blood pressure monitor）的論文，描述了課題組制備的一種柔性超薄光電傳感器件與電路系統(tǒng)，能夠自然貼附在人體皮膚上實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)意義上的連續(xù)血壓和血氧測(cè)量，并實(shí)時(shí)無線傳輸數(shù)據(jù)到智能設(shè)備終端。該系統(tǒng)利用類皮膚可延展傳感技術(shù)建立了新型連續(xù)血壓測(cè)量方案，為解決血壓和血氧長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了一條新途徑。同時(shí)，此類柔性可穿戴設(shè)備是遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要突破，能夠?yàn)檫h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)提供醫(yī)療級(jí)硬件，解決精準(zhǔn)醫(yī)療數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程獲取難題。 類皮膚連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖 心血管疾病及其相關(guān)并發(fā)癥已經(jīng)成為威脅人類生命和健康的重大隱患。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計(jì)，每年大約有1790萬人死于心血管相關(guān)疾病，占全球死亡總數(shù)的31％。目前，最常用的血壓測(cè)量方案為袖帶加壓法。該方法需要袖帶捆綁在人體手腕或手臂處，測(cè)量過程不方便，也無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)血壓監(jiān)測(cè)，影響個(gè)人的生活質(zhì)量和自我監(jiān)測(cè)長期依從性，在便利性及連續(xù)測(cè)量等關(guān)鍵問題上仍未突破。 類皮膚血壓監(jiān)測(cè)器件實(shí)物圖 針對(duì)上述問題，馮雪教授課題組發(fā)展了基于光學(xué)原理的血壓監(jiān)測(cè)方案，利用生物兼容性材料制備了可以與人體自然共形貼附的光電系統(tǒng)。通過測(cè)量血液對(duì)不同波長的光波吸收情況，判斷血液的容積和流速變化，從而測(cè)量出血氧和血壓值。 馮雪課題組結(jié)合多年的力學(xué)研究基礎(chǔ)和可延展柔性電子器件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過虛功原理建立了專門應(yīng)用于柔性光電子系統(tǒng)的血壓測(cè)量模型，并提出了基于多波長測(cè)量的光路差分方法，用來抑制由人體活動(dòng)等帶來的噪聲干擾，從而精確測(cè)量脈搏波播速，實(shí)現(xiàn)連續(xù)血壓的精確監(jiān)測(cè)并動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街悄芙K端。臨床試驗(yàn)表明，與有創(chuàng)連續(xù)血壓測(cè)量相比，該類皮膚血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的血壓值絕對(duì)誤差小于10 mmHg，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。 清華大學(xué)馮雪課題組長期致力于研究可延展／超柔性等超常規(guī)微器件與大規(guī)模集成技術(shù)，所發(fā)展的柔性電子技術(shù)應(yīng)用于健康醫(yī)療、智能感知及重大裝備，近年來在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）、《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）、《力學(xué)和固體物理學(xué)期刊》（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）等期刊發(fā)表一系列高水平論文。 航院、柔性電子技術(shù)研究中心李海成博士為文章第一作者，馮雪教授為論文通訊作者，參與該工作的還有北京清華長庚醫(yī)院許媛主任團(tuán)隊(duì)。該項(xiàng)研究得到了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）、國家自然科學(xué)基金等的資助。

可以設(shè)計(jì)并優(yōu)化光纖激光器和放大器、光波導(dǎo)激光器、光纖耦合器、多芯光纖、螺旋芯光纖、錐形光纖；也可以模擬超短脈沖在不同光纖設(shè)備中的傳輸，例如在光纖放大器系統(tǒng)、鎖模光纖激光器和通訊系統(tǒng)中的傳輸。 能夠跟蹤和優(yōu)化光纖放大器和光纖激光器，讓它們適合各種應(yīng)用。幫助評(píng)估和排除光纖激光器和放大器中各種不利的影響；能夠?qū)τ性垂饫w器件性能進(jìn)行預(yù)測(cè)；能尋找最佳光纖長度、摻雜濃度、折射率分布等；能夠計(jì)算摻雜濃度與光線的關(guān)系，準(zhǔn)確模擬雙包層光纖，還可以模擬時(shí)域動(dòng)態(tài)變化，可以理解和優(yōu)化的細(xì)節(jié)如功率效率和噪聲系數(shù)。 RP Fiber Power可用于分析和優(yōu)化各種器件： 單模和多模光纖 計(jì)算模式特性；計(jì)算光纖耦合系數(shù)；模擬光纖彎曲、非線性自聚焦效應(yīng)對(duì)光束傳輸和高階光孤子傳輸?shù)挠绊憽? 光纖耦合器、雙包層光纖、多芯光纖、平面波導(dǎo) 模擬雙包層光纖的泵浦吸收,光纖耦合器的光束傳輸, 光在錐形光纖的傳輸, 分析彎曲的影響, 放大器中的交叉飽和影響, 泄漏模式等。 光纖放大器 研究單級(jí)和多級(jí)放大器中的增益飽和特性(連續(xù)或脈沖放大器), 鉺鐿共摻光纖放大器能量轉(zhuǎn)移過程、猝滅效應(yīng)、自發(fā)輻射放大等。 光纖通信系統(tǒng) 分析色散與非線性信號(hào)失真，放大器噪聲的影響，優(yōu)化放大器非線性效應(yīng)和放置位置。 光纖激光器 分析并優(yōu)化能量轉(zhuǎn)換效率、波長調(diào)諧范圍、動(dòng)態(tài)調(diào)Q。 超快光纖激光器和放大器 研究脈沖的形成機(jī)制和穩(wěn)定范圍，非線性效應(yīng)和色散的影響，拋物脈沖放大，優(yōu)化色散脈沖壓縮，靈敏度反饋，超連續(xù)譜的產(chǎn)生。 脈沖和超快速固體激光器和放大器 研究Q開關(guān)，模式鎖定行為，找到可飽和吸收器所需的特性，分析反饋靈敏度，啁啾脈沖放大研究再生放大穩(wěn)定性極限。 這款軟件是致力于光纖器件學(xué)科研究或工業(yè)開發(fā)人士的必備工具。這款軟件及其技術(shù)支持將為您的工作效率和工作能力提供極大的便利。同時(shí)，這款軟件也是一款相當(dāng)出色的教學(xué)工具。 目前已使用該軟件的高校：耶拿大學(xué)、英國南普頓大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海技術(shù)應(yīng)用學(xué)院、華中科技大學(xué)、西北大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、深圳大學(xué)、國防科技大學(xué)、長春理工大學(xué)、南京理工大學(xué)等。 目前已使用該軟件的單位：費(fèi)朗霍夫研究所、蘇州納米所、兵器裝備部、三江航天、上海光機(jī)所、綿陽九院、中科院軟件所、中科院光電所商業(yè)單位、北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司等。   ※ 光纖數(shù)據(jù)： 軟件中帶有各種稀土摻雜光纖數(shù)據(jù)，即時(shí)可以仿真各種光纖激光器和放大器。   ※ 各種公開數(shù)據(jù)： “Yb-germanosilicate” “ErYb-phosphate” “Er-fluorozirconate F88” “Er-silicate L22”  “Er-fluorophosphate L11”  

一、產(chǎn)品簡介      光無源器件是光纖通信設(shè)備的重要組成部分。它是一種光學(xué)元器件，也是其它光纖應(yīng)用領(lǐng)域不可缺少的元器件。該實(shí)驗(yàn)儀重點(diǎn)介紹了常用的光無源器件的相關(guān)參數(shù)及測(cè)試方法，主要包括光纖轉(zhuǎn)換器、光纖變換器、光纖耦合器，光纖隔離器、光纖衰減器、WDM等器件的參數(shù)的測(cè)試原理及測(cè)試方法。幫助學(xué)生直觀的了解各種光無源器件的性能，從而更準(zhǔn)確的使用不同器件進(jìn)行光纖通信方面實(shí)驗(yàn)。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  1、光纖轉(zhuǎn)換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  2、光纖變換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  3、光纖耦合器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  4、光纖隔離器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)  5、波分復(fù)用器和解復(fù)用器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  6、可調(diào)光纖衰減器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  7、光纖機(jī)械光開關(guān)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)  8、光纖偏振控制器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)  9、光纖偏振分束器（PBS）性能能參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn) 三、實(shí)驗(yàn)配置參數(shù) 1、光源：波長1310±20nm，1550±20nm；輸出功率：1-2.5mw，連續(xù)可調(diào)；輸出端口：FC/PC；穩(wěn)定性＜0.5db（5h）；光源類型：LD光源； 2、光功率計(jì)：波長范圍800-1700nm；輸入接口：FC 校準(zhǔn)波長：1550nm,1310nm； 3、偏振控制器：插入損耗＜0.05dB；消光比＞40dB；回波損耗＞65dB； 4、光纖機(jī)械光開關(guān)：插入損耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波損耗＞50dB ；開關(guān)速度：≦8ms ； 5、高隔離度光纖隔離器：最大插入損耗：0.35dB ；回波損耗：≧50dB ；隔離度：≧30dB ； 6、光纖耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入損耗1310/1550: 3.3dB ; 7、光纖波分復(fù)用器：隔離度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入損耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 8、光纖可調(diào)衰減器：0-30db可調(diào)； 9、配置：光纖光源，光纖光功率計(jì)、光纖耦合器、光波分復(fù)用器、光纖偏振控制器、光纖偏振分束器，可調(diào)衰減器、光纖隔離器、光纖機(jī)械光開關(guān)、法蘭盤、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及實(shí)驗(yàn)錄像光盤等。 四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解光連接器及其原理、種類，實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行連接器參數(shù)測(cè)量； 2、掌握光纖偏振控制器工作原理，實(shí)驗(yàn)操作單模光纖偏振狀態(tài)控制； 3、了解光纖耦合器用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作測(cè)量耦合器特性參數(shù)測(cè)量； 4、了解光纖隔離器用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作光纖隔離器特性參數(shù)測(cè)量； 5、了解光纖光開關(guān)用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作光纖光開關(guān)特性參數(shù)測(cè)量； 6、了解光波分復(fù)用器（WDM）的原理與意義，操作雙波長波分復(fù)用（WDM）的原理性實(shí)驗(yàn)；

項(xiàng)目成果/簡介: 熒光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）負(fù)載抗體等生物大分子針對(duì)病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測(cè)試劑盒。 技術(shù)指標(biāo)（創(chuàng)新要點(diǎn)等）： 1、使用性能優(yōu)越的碳量子點(diǎn)取代穩(wěn)定性差、熒光量子產(chǎn)率低的有機(jī)熒光染料和毒性大的無機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)； 2、通過調(diào)節(jié)碳量子點(diǎn)的合成原料，使得碳量子點(diǎn)偶聯(lián)錨定在二氧化硅微球上，且不會(huì)引起碳點(diǎn)的熒光猝滅從而有利于連接抗體或生物大分子等，產(chǎn)品具有快速、靈敏度和特異性高等優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用范圍: 應(yīng)用領(lǐng)域及預(yù)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益等： CDs@mSiO2具有經(jīng)濟(jì)性、功能性和環(huán)境協(xié)調(diào)性等基本特性，CDs@mSiO2生產(chǎn)效率高、成本低、性能好等優(yōu)點(diǎn)，可用于病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測(cè)。效益分析: 應(yīng)用領(lǐng)域及預(yù)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益等： CDs@mSiO2具有經(jīng)濟(jì)性、功能性和環(huán)境協(xié)調(diào)性等基本特性，CDs@mSiO2生產(chǎn)效率高、成本低、性能好等優(yōu)點(diǎn)，可用于病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測(cè)。知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)編號(hào):1、發(fā)明專利“一種兩親性碳量子點(diǎn)及其制備方法” CN201510213429.3； 2、發(fā)明專利“一種氮摻雜碳量子點(diǎn)的簡易綠色合成方法” CN201410039846.6； 3、發(fā)明專利“一種高強(qiáng)度熒光水凝膠及其制備方法” CN201610060548.4； 4、發(fā)明專利“一種超大長徑比的碳量子點(diǎn)聚苯胺復(fù)合納米管及其合成方法”201610316536.3； 5、發(fā)明專利“一種新型的熒光磁性納米管材料及其制備方法” CN201410185776.5。技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無

本發(fā)明公開一種含有量子點(diǎn)的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，包括以下步驟：用改性劑對(duì)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的表面進(jìn)行親水性或親油性改性，再將改性后的半導(dǎo)體量子點(diǎn)均勻分散在溶劑中，形成半導(dǎo)體量子點(diǎn)墨水，然后把半導(dǎo)體量子點(diǎn)墨水、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和助劑混合，經(jīng)過熱壓成型或擠出成型，得到含有半導(dǎo)體量子點(diǎn)的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜。該制備方法簡單，可控性好，可操作性強(qiáng)，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明還公開了一種含有量子點(diǎn)的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜，應(yīng)用于太陽電池，能有效提高太陽電池的利用效率。

北京大學(xué)物理學(xué)院的賈爽研究員和中科院強(qiáng)磁場科學(xué)中心的張警蕾研究員、南方科技大學(xué)的盧海舟教授等組成的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)外爾半金屬材料TaAs等在強(qiáng)磁場下的磁性質(zhì)進(jìn)行了深入研究。利用磁扭矩探測(cè)和平行磁化率探測(cè)技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)外爾電子在強(qiáng)磁場下進(jìn)入量子極限時(shí)，其橫向和縱向磁化率都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的不飽和性。這一強(qiáng)磁場下的不飽和磁性與非相對(duì)論型的拓?fù)淦接闺娮映尸F(xiàn)的飽和磁性截然相反，是相對(duì)論型的電子所獨(dú)具的指針性屬性。 由于各種拓?fù)潆娮硬牧系哪軒?duì)于包括自旋軌道耦合以及化學(xué)勢(shì)在內(nèi)的各種參數(shù)高度敏感，決定電子拓?fù)湫再|(zhì)的能量尺度可能小至毫電子伏特量級(jí)，因此通常的譜學(xué)測(cè)量如角分辨光電子譜等往往無法分辨能帶的細(xì)節(jié)。而普通的電輸運(yùn)測(cè)量只能表征費(fèi)米面的貝里曲率，無法區(qū)分相對(duì)論型的電子能帶是否存在能隙。這項(xiàng)對(duì)于拓?fù)潆娮硬牧系拇判匝芯浚Y(jié)合了理論計(jì)算與強(qiáng)磁場下的實(shí)驗(yàn)表征，提出了探測(cè)相對(duì)論型的電子的一種決定性指針。該工作已在《自然?通訊》上發(fā)表 Nature Communications 10, 1028 (2019).Magnetic responses of the non-relativistic and relativistic fermions a, b, c, d: The energy bands of non-relativistic (parabolic-band) fermions; g, i, h, j: The energy bands of -relativistic fermions; e, f: Calculated parallel magnetization (M||) and effective transverse magnetization (MT) of non-relativistic fermions are saturated in strong magnetic field. k, l: Non-saturated M of relativistic fermions. 此項(xiàng)工作的通訊作者為賈爽研究員，中科院強(qiáng)磁場科學(xué)中心的張警蕾研究員和南方科技大學(xué)的盧海舟教授；第一作者為量子材料中心博士生張成龍和南方科技大學(xué)的王春明教授。同時(shí)，這項(xiàng)研究受到國家自然科學(xué)基金（No. U1832214, No.11774007）國家重點(diǎn)研究計(jì)劃（2018YFA0305601）以及中科院先導(dǎo)研究計(jì)劃（XDB28000000）等的支持。