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硅棒切割是太陽能光伏電池制造工藝中的關(guān)鍵部分，需要將多（單）晶硅棒切割成 薄片，切割過程中需要一種硅棒切割膠，可以暫時(shí)性固定硅棒，切割完成后又能夠簡單 迅速的剝離掉膠層。作為太陽能行業(yè)的必要耗材，國內(nèi)切割膠市場完全被國外產(chǎn)品壟斷， 價(jià)格昂貴且供貨受到制約，而國內(nèi)公司尚無同類型產(chǎn)品上市。 本項(xiàng)目正是基于此類新能源技術(shù)國產(chǎn)化真空，研發(fā)了一種新型的硅棒切割膠，解決 了新能源太陽能行業(yè)關(guān)鍵耗材的國產(chǎn)化問題，填補(bǔ)國內(nèi)技術(shù)空白，打破國外大公司市場 壟斷。 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)同時(shí)開發(fā)完成以及正在開發(fā)許多用于新能源（太陽能及 LED 等）、汽車、 電子電器等先進(jìn)制造業(yè)用各種膠粘劑及新材料項(xiàng)目。在新材料的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)方面擁有較 雄厚的實(shí)力。

研究了二維鐵磁材料VI 3

近年來，磁振子電子學(xué)在信息計(jì)算和信息傳輸領(lǐng)域表現(xiàn)出了極具價(jià)值的應(yīng)用潛力。磁振子電子學(xué)利用以磁振子為載體的電子自旋進(jìn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)信息處理，有望實(shí)現(xiàn)無熱量產(chǎn)生、低耗散的信息傳輸，相比于傳統(tǒng)意義上通過操縱電荷來實(shí)現(xiàn)信息的處理的微電子學(xué)具有無可比擬的巨大優(yōu)勢。磁振子電子學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展很大程度上依賴于能夠有效傳輸磁振子的新材料的發(fā)現(xiàn)，而獲得長距離的磁振子輸運(yùn)始終是磁振子電子學(xué)研究的重中之重。與通常的三維磁性絕緣體（如Yttrium Iron Garnet）相比，二維尺度下的磁振子被理論預(yù)言有很多的新穎物理效應(yīng)，例如自旋能斯特效應(yīng)，拓?fù)浯耪褡?，以及外爾磁振子等?在最新的研究文章中，量子材料科學(xué)中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進(jìn)展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運(yùn)。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機(jī)械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運(yùn)的非局域器件，器件結(jié)構(gòu)如圖A所示。器件左側(cè)Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側(cè)Pt電極探測在二維MnPS3中擴(kuò)散傳輸?shù)拇耪褡?。在二維反鐵磁MnPS3中，實(shí)驗(yàn)上觀測到了幾微米的磁振子擴(kuò)散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現(xiàn)出e指數(shù)衰減的形式，跟一維漂移擴(kuò)散模型的理論模型一致。在此基礎(chǔ)上，他們還系統(tǒng)研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質(zhì)的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強(qiáng)的表面雜質(zhì)散射效應(yīng)導(dǎo)致的。 該文章中的結(jié)果具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值：二維材料中的磁振子輸運(yùn)實(shí)現(xiàn)為二維磁性材料在磁振子電子學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也有望推動(dòng)磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質(zhì)研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運(yùn)研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運(yùn)測量結(jié)構(gòu)示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關(guān)系，與理論預(yù)言的e指數(shù)衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關(guān)系。 該工作于2019年2月7日在線發(fā)表于物理學(xué)術(shù)期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。該工作由韓偉研究員設(shè)計(jì)和指導(dǎo)完成，北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心2015級博士生邢文宇為文章第一作者，物理學(xué)院2015級本科生邱露頤為第二作者（今年9月份將去哈佛大學(xué)讀博士），韓偉研究員為文章通訊作者。本工作的順利完成得到了量子材料科學(xué)中心賈爽教授和謝心澄院士的合作幫助，以及國家重大科學(xué)研究計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持。

利用腸道工程菌及其代謝產(chǎn)物，創(chuàng)制新一代“生物活藥”，用于增強(qiáng)機(jī)能、治療疾病，已成為生物醫(yī)藥科學(xué)領(lǐng)域的前沿研究熱點(diǎn)。其中，如何無創(chuàng)精準(zhǔn)在體調(diào)控工程菌定植及給藥，一直是工程菌生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用轉(zhuǎn)化的難點(diǎn)之一。

成果完成年份：2011年9月 成果簡介：本項(xiàng)目是基于windows系統(tǒng)的智能六子棋博弈系統(tǒng)。本項(xiàng)目由學(xué)生自主開發(fā)并且參加2011年全國大學(xué)生計(jì)算機(jī)博弈錦標(biāo)賽獲得冠軍（一等獎(jiǎng)）。 項(xiàng)目來源：自行開發(fā) 技術(shù)領(lǐng)域：人工智能領(lǐng)域 應(yīng)用范圍：人機(jī)對弈及智能推演 現(xiàn)狀特點(diǎn)：國內(nèi)領(lǐng)先 技術(shù)創(chuàng)新：pvs搜索+vcf探測勝負(fù) 所在階段：研發(fā)完成 市場狀況及效益分析：該項(xiàng)目已經(jīng)是國內(nèi)六子棋計(jì)算機(jī)博弈系

量子材料科學(xué)中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進(jìn)展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運(yùn)。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機(jī)械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運(yùn)的非局域器件，器件結(jié)構(gòu)如圖A所示。器件左側(cè)Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側(cè)Pt電極探測在二維MnPS3中擴(kuò)散傳輸?shù)拇耪褡印Ｔ诙S反鐵磁MnPS3中，實(shí)驗(yàn)上觀測到了幾微米的磁振子擴(kuò)散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現(xiàn)出e指數(shù)衰減的形式，跟一維漂移擴(kuò)散模型的理論模型一致。在此基礎(chǔ)上，他們還系統(tǒng)研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質(zhì)的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強(qiáng)的表面雜質(zhì)散射效應(yīng)導(dǎo)致的。 二維材料中的磁振子輸運(yùn)實(shí)現(xiàn)為二維磁性材料在磁振子電子學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也有望推動(dòng)磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質(zhì)研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運(yùn)研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運(yùn)測量結(jié)構(gòu)示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關(guān)系，與理論預(yù)言的e指數(shù)衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關(guān)系。

徐虎課題組發(fā)現(xiàn)具有量子谷Berry Phase的拓?fù)渎曌討B(tài)在二維六角晶格材料中普適存在。隨著研究的深入，拓?fù)洳牧系姆诸愒絹碓截S富和多樣化。到目前為止，拓?fù)洳牧系难芯恐饕性谫M(fèi)米子相關(guān)的系統(tǒng)。隨著研究水平的進(jìn)一步發(fā)展，拓?fù)涞牟Ｉ酉到y(tǒng)也越來越引起人們的關(guān)注，例如光子晶體、聲子晶體等人工晶體中的拓?fù)洮F(xiàn)象等。但是，固體中的THz頻率段的拓?fù)渎曌拥难芯肯鄬徛?。理論研究表明，拓?fù)渎曌訉ρ芯苛孔勇曌踊魻栃?yīng)、拓?fù)渎曌訜崞骷染哂兄匾饔谩Ｒ虼?，在現(xiàn)實(shí)材料中尋找拓?fù)渎曌討B(tài)是相關(guān)領(lǐng)域亟待解決的問題。 在研究中，徐虎課題組研究人員采用基于密度泛函理論的晶格動(dòng)力學(xué)計(jì)算，根據(jù)二階力常數(shù)矩陣構(gòu)造類似于電子系統(tǒng)的緊束縛哈密頓量，從而可以獲得聲子系統(tǒng)的Berry 相和拓?fù)溥吘墤B(tài)。在此基礎(chǔ)上，他們結(jié)合高通量計(jì)算，發(fā)現(xiàn)具有量子谷Berry相的Dirac聲子態(tài)在二維六角晶格材料中普適存在(圖3a)。研究結(jié)果對進(jìn)一步研究拓?fù)渎曌討B(tài)以及其實(shí)際應(yīng)用具有重要作用。 近兩年，徐虎課題組致力于拓?fù)洳牧系睦碚擃A(yù)測和設(shè)計(jì)方面的研究工作，以南方科技大學(xué)物理系為第一單位發(fā)表1篇Phys. Rev. Lett.，1篇Nano Lett.和8篇Phys. Rev. (其中5篇為Phys. Rev. B Rapid Communications)。

太陽能作為一種潔凈和相對易于獲取的能源在未來的動(dòng)力產(chǎn)品中將占有越來越大的比份。如何發(fā)展高光電能量轉(zhuǎn)換效率、高可靠性和低成本的太陽能電池是目前太陽能利用領(lǐng)域所面臨的關(guān)鍵問題。相對于第一代和第二代太陽能電池(轉(zhuǎn)換效率<<50％)，各國科學(xué)家紛紛研究不同的應(yīng)用于第三代太陽能電池的新材料和新結(jié)構(gòu)，目標(biāo)是使光電轉(zhuǎn)換效率大于5 0％。近年來，一種具有微、納米量級特殊結(jié)構(gòu)的光伏材料成為太陽能電池的研究熱點(diǎn)。利用飛秒脈沖激光在極短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)激發(fā)出極大的峰值能量，其在硅片的相互作用過程中具有很強(qiáng)的非線性效應(yīng)，聚焦燒蝕硅表面很小的一塊面積，形成規(guī)則排列的微納米結(jié)構(gòu)。這種微納米結(jié)構(gòu)由于表面積增大，對入射光波有很大的吸收，且對光的敏感性提高了數(shù)百倍，這些性質(zhì)對我們提高光電轉(zhuǎn)換效率具有很大的指導(dǎo)意義。這種材料與本底未處理材料的性質(zhì)相比，材料帶隙減小，對光的敏感性提高了數(shù)百倍，這使得其對波長為250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比傳統(tǒng)材質(zhì)的硅的比重低。這些奇特的光電和物理性質(zhì)能進(jìn)一步提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)光吸收效率，激子光量子效率，化學(xué)電勢效率以及填充因子計(jì)算總的光電轉(zhuǎn)換效率，普通硅基太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率只有1 5％，而基于微納結(jié)構(gòu)光伏材料的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率可望達(dá)到50%-60%。 針對國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展在太陽能光伏技術(shù)方面的重大需求，發(fā)展利用超短脈沖激光制備具有優(yōu)異光電轉(zhuǎn)化效率的微納結(jié)構(gòu)光伏材料的新方法，以及通過探測光伏材料中非平衡載流子的能帶結(jié)構(gòu)及微分負(fù)電導(dǎo)等特性，探知光伏材料的光電轉(zhuǎn)換效率，從而篩選出轉(zhuǎn)換效率較高的微納結(jié)構(gòu)光伏材料，最終在發(fā)展新型、高效太陽能電池的新原理和新技術(shù)方面取得創(chuàng)新性突破，為我國研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效第三代光伏電池打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻，太陽能等綠色可再生能源近年來得到了廣泛關(guān)注。伴隨著光電轉(zhuǎn)換效率的提升和生產(chǎn)成本的下降，太陽能電池愈加凸顯其廣闊的應(yīng)用前景。有機(jī)無機(jī)雜化鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池，作為新型太陽能電池的后起之秀，在短短七年內(nèi)，光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%迅速增長到22.1%。雖然鈣鈦礦太陽能電池在效率上已經(jīng)取得重大突破，但人們對于鈣鈦礦材料本身的生長機(jī)理以及薄膜形貌的形成機(jī)制研究還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，而基于此的研究對鈣鈦礦材料的深入認(rèn)知以及相應(yīng)的光電器件的應(yīng)用具有重大意義。