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郭國平教授、李海歐教授等人與中科院物理所張建軍研究員、紐約州立大學(xué)布法羅分校胡學(xué)東教授以及本源量子計(jì)算有限公司合作，在硅基鍺空穴量子點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)了自旋軌道耦合強(qiáng)度的高效調(diào)控，為該體系實(shí)現(xiàn)自旋軌道開關(guān)以及提升自旋量子比特的品質(zhì)提供了重要的指導(dǎo)意義。

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)腔的尺寸越來越小，甚至可以達(dá)到亞波長(zhǎng)尺度或者納米尺度，同時(shí)伴隨著非常局域的電場(chǎng)。由于金屬的損耗以及低的收集效率，單個(gè)表面等離激元納腔和單個(gè)量子發(fā)射體的強(qiáng)耦合很少被報(bào)道。論文通過精心設(shè)計(jì)光學(xué)模式，將金屬納腔置于金屬或者介質(zhì)納米線提供的一維的電磁真空背景中，通過一維電磁背景強(qiáng)局域效應(yīng)，可極大地增強(qiáng)單個(gè)量子發(fā)射體和金屬納腔的相互作用。理論指出在疏逝的電磁背景下，納米間隙中的耦合系數(shù)可以達(dá)到真空中的4.2倍，同時(shí)熒光收集效率可提高到47%。此外，這個(gè)體系輻射出的光子，還可以通過納米線的一維倏逝波導(dǎo)入到集成芯片上。

微電子器件的發(fā)展方向和趨勢(shì)使人與信息的交互融合并推動(dòng)微電子器件柔性化。柔性電子技術(shù)是將有機(jī)材料/無機(jī)薄膜電子器件附著于柔性基底上的新興電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可變形、便攜、輕質(zhì)、可大面積應(yīng)用等特性，并通過大量應(yīng)用新材料和新工藝產(chǎn)生出大量新應(yīng)用。它顛覆性改變傳統(tǒng)器件剛性的物理形態(tài)，實(shí)現(xiàn)信息與人／物體／環(huán)境的高效共融。

李源和合作者所關(guān)注的材料是Cu3TeO6，在這個(gè)材料中，每個(gè)原胞內(nèi)有12個(gè)具有磁性的Cu2+離子。在61K以下，Cu3TeO6成為反鐵磁體，原胞中6個(gè)Cu2+離子磁矩方向大致平行，而另外6個(gè)Cu2+離子與它們反向。利用線性自旋波理論，李源和合作者發(fā)現(xiàn)，Cu3TeO6中的自旋波具有線性的能帶交疊，而進(jìn)一步的分析表明這種能帶交疊具有拓?fù)湫再|(zhì)：具有純數(shù)形式的拓?fù)潆姾桑鼈儾灰蕾囉谀Ｐ偷募?xì)節(jié)，而只和體系的對(duì)稱性有關(guān)。李源和合作者證明了，只要材料中具有PT對(duì)稱性（時(shí)間反演和空間反演），那么，自旋波的線性能帶交疊總是存在。如果同時(shí)也存在整體的自旋旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性U(1)，這種拓?fù)淠軒Ы化B具有狄拉克點(diǎn)的形式（圖1a），而將U(1)對(duì)稱性移除，則狄拉克點(diǎn)將拓展為結(jié)線（圖1b）。狄拉克點(diǎn)和結(jié)線都是在特定材料新預(yù)言的拓?fù)淠軒Ы化B類型。Cu3TeO6具有很高的晶體對(duì)稱性（第206號(hào)空間群，圖1c）,由此保證了在U(1)對(duì)稱性存在的前提下，布里淵區(qū)P點(diǎn)位置的自旋波總是狄拉克點(diǎn)。圖1：（a）基于J1-J2模型的自旋波色散（b）布里淵區(qū)以及布里淵區(qū)中的狄拉克點(diǎn)，同時(shí)展示了U(1)對(duì)稱性移除后狄拉克點(diǎn)演化為結(jié)線的過程（c）材料中Cu2+離子J1-J2交換網(wǎng)絡(luò)。 為了在實(shí)驗(yàn)上研究上述自旋波的拓?fù)淠軒В钤春秃献髡哂謱?duì)Cu3TeO6晶體陣列樣品進(jìn)行了非彈性中子散射實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，李源和合作者觀測(cè)到了四維空間中清晰的自旋波信號(hào)。為了將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)照，李源和合作者在模擬材料中磁交換作用方面做了大量工作，他們認(rèn)為：Cu2+離子之間最主要的磁交換作用是最近鄰和第九近鄰的交換作用，前者由于距離最近，后者由于離子之間相對(duì)筆直的交換路徑。從圖2a和b可以看到實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果符合得相當(dāng)好：數(shù)據(jù)不僅表明在布里淵區(qū)的P點(diǎn)存在狄拉克錐型的色散（圖2c），而且散射信號(hào)的強(qiáng)度與計(jì)算也幾乎是一致的（圖2d和e）。散射信號(hào)的強(qiáng)度反映了動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)因子S(Q,w)，其中包含了自旋波波函數(shù)的重要信息，所以實(shí)驗(yàn)和理論的一致性可以認(rèn)為是材料中自旋波拓?fù)鋵傩缘闹苯域?yàn)證。圖2：（a和b）沿著圖1（b）高對(duì)稱路徑的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的自旋波信號(hào)強(qiáng)度圖，布里淵區(qū)中心是(1, 1, 2)（c）布里淵區(qū)P點(diǎn)的狄拉克錐型色散（d和e）a和b虛線框中自旋波的細(xì)節(jié)，虛線包絡(luò)表明了P點(diǎn)的狄拉克錐型色散。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:福州大學(xué)至誠學(xué)院孫磊教授為第一作者、物信學(xué)院陳恩果副教授為通訊作者、郭太良研究員為第三作者，在材料工程領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發(fā)表的題為“Al2O3過渡層優(yōu)化對(duì)ZnO量子點(diǎn)與CuO納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)作用”（英文題為“Field emission enhancement of composite structure of ZnO quantum dots and CuO nanowires by Al2O3 transition layer optimization”）的論文。 本論文研究ZnO QDs 與傳統(tǒng)一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以一維氧化物納米棒為基體為 ZnO QDs 提供良好的定向電荷傳輸，同時(shí) ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場(chǎng)發(fā)射性能，提出了詳細(xì)的電勢(shì)疊加效應(yīng)和形成機(jī)制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現(xiàn)孤島狀分布且生長(zhǎng)密度低，通過表面改性工程利用原子層沉積(ALD)工藝先在 CuO NWs 基體上沉積 Al2O3 薄膜，均勻的 Al2O3 薄膜為 ZnO QDs 的生長(zhǎng)提供了良好的成核表面，同時(shí)可以降低基體表面的電子勢(shì)壘高度。這種金屬氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)在很多應(yīng)用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質(zhì)結(jié)密度提高，具有固有光捕獲效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。研究成果為改善單一納米材料器件的場(chǎng)發(fā)射性能提供了有效途徑，也為制備新型結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射器件奠定理論基礎(chǔ)。

福州大學(xué)至誠學(xué)院孫磊教授為第一作者、物信學(xué)院陳恩果副教授為通訊作者、郭太良研究員為第三作者，在材料工程領(lǐng)域國際權(quán)威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發(fā)表的題為“Al2O3過渡層優(yōu)化對(duì)ZnO量子點(diǎn)與CuO納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射增強(qiáng)作用”（英文題為“Field emission enhancement of composite structure of ZnO quantum dots and CuO nanowires by Al2O3 transition layer optimization”）的論文。 本論文研究ZnO QDs 與傳統(tǒng)一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以一維氧化物納米棒為基體為 ZnO QDs 提供良好的定向電荷傳輸，同時(shí) ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場(chǎng)發(fā)射性能，提出了詳細(xì)的電勢(shì)疊加效應(yīng)和形成機(jī)制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現(xiàn)孤島狀分布且生長(zhǎng)密度低，通過表面改性工程利用原子層沉積(ALD)工藝先在 CuO NWs 基體上沉積 Al2O3 薄膜，均勻的 Al2O3 薄膜為 ZnO QDs 的生長(zhǎng)提供了良好的成核表面，同時(shí)可以降低基體表面的電子勢(shì)壘高度。這種金屬氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)在很多應(yīng)用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質(zhì)結(jié)密度提高，具有固有光捕獲效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。研究成果為改善單一納米材料器件的場(chǎng)發(fā)射性能提供了有效途徑，也為制備新型結(jié)構(gòu)的場(chǎng)發(fā)射器件奠定理論基礎(chǔ)。

"本項(xiàng)目研發(fā)的新型量子吸藍(lán)光材料，用于防藍(lán)光眼鏡，防藍(lán)光護(hù)眼貼膜等產(chǎn)品。可用于防護(hù)液晶（LCD）和有機(jī)電致發(fā)光（OLED）手機(jī)，電腦顯示器等電子產(chǎn)品顯示器屏幕發(fā)出的高能藍(lán)光，實(shí)現(xiàn)健康護(hù)眼的目的。 該種新型量子吸藍(lán)光材料具有超強(qiáng)的光波過濾功能，比市面現(xiàn)有主流吸藍(lán)光材料效果高10－100倍，處于世界領(lǐng)先水平。在技術(shù)層面優(yōu)于市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品。依托于先進(jìn)的新型量子技術(shù)制備防藍(lán)光護(hù)眼鏡片和護(hù)眼貼膜，可高效吸收藍(lán)光，從根本上解決電子產(chǎn)品藍(lán)光傷害這一社會(huì)痛點(diǎn)問題。 本項(xiàng)目量子防藍(lán)光眼鏡和貼膜產(chǎn)品的生產(chǎn)有兩條技術(shù)路線，主要步驟如下： 1、無機(jī)吸藍(lán)光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型； 2、無機(jī)吸藍(lán)光材料分散在紫外光固化膠水中，采用涂布技術(shù)制作鏡片或者可貼合膜片。"

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成果描述：我們研發(fā)的低/中介L(zhǎng)TCC材料主要性能滿足： 材料1： 介電常數(shù)：10±10% Qf：≥50000 燒結(jié)溫度：900度 材料2：介電常數(shù)：20±10% Qf：：≥50000 燒結(jié)溫度：900度市場(chǎng)前景分析：這兩類LTCC材料具有損耗低，與LTCC工藝兼容等特點(diǎn)，非常適合基于LTCC技術(shù)研發(fā)的各種微波集成器件應(yīng)用與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：國內(nèi)目前還沒有廠家進(jìn)行同類型材料的批量生產(chǎn)，主要依托國外進(jìn)口，因此技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)明顯。