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項目成果/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病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測試劑盒。 技術(shù)指標(biāo)（創(chuàng)新要點等）： 1、使用性能優(yōu)越的碳量子點取代穩(wěn)定性差、熒光量子產(chǎn)率低的有機熒光染料和毒性大的無機半導(dǎo)體量子點； 2、通過調(diào)節(jié)碳量子點的合成原料，使得碳量子點偶聯(lián)錨定在二氧化硅微球上，且不會引起碳點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。應(yīng)用范圍: 應(yīng)用領(lǐng)域及預(yù)期經(jīng)濟社會效益等： CDs@mSiO2具有經(jīng)濟性、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，可用于病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測。效益分析: 應(yīng)用領(lǐng)域及預(yù)期經(jīng)濟社會效益等： CDs@mSiO2具有經(jīng)濟性、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，可用于病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識產(chǎn)權(quán)編號:1、發(fā)明專利“一種兩親性碳量子點及其制備方法” CN201510213429.3； 2、發(fā)明專利“一種氮摻雜碳量子點的簡易綠色合成方法” CN201410039846.6； 3、發(fā)明專利“一種高強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)先進程度:達到國內(nèi)先進水平成果獲得方式:獨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：用改性劑對半導(dǎo)體量子點的表面進行親水性或親油性改性，再將改性后的半導(dǎo)體量子點均勻分散在溶劑中，形成半導(dǎo)體量子點墨水，然后把半導(dǎo)體量子點墨水、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，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明還公開了一種含有量子點的乙烯-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隊對外爾半金屬材料TaAs等在強磁場下的磁性質(zhì)進行了深入研究。利用磁扭矩探測和平行磁化率探測技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)外爾電子在強磁場下進入量子極限時，其橫向和縱向磁化率都表現(xiàn)出強烈的不飽和性。這一強磁場下的不飽和磁性與非相對論型的拓?fù)淦接闺娮映尸F(xiàn)的飽和磁性截然相反，是相對論型的電子所獨具的指針性屬性。 由于各種拓?fù)潆娮硬牧系哪軒τ诎ㄗ孕壍礼詈弦约盎瘜W(xué)勢在內(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，因此通常的譜學(xué)測量如角分辨光電子譜等往往無法分辨能帶的細(xì)節(jié)。而普通的電輸運測量只能表征費米面的貝里曲率，無法區(qū)分相對論型的電子能帶是否存在能隙。這項對于拓?fù)潆娮硬牧系拇判匝芯?，結(jié)合了理論計算與強磁場下的實驗表征，提出了探測相對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. 此項工作的通訊作者為賈爽研究員，中科院強磁場科學(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，這項研究受到國家自然科學(xué)基金（No. U1832214, No.11774007）國家重點研究計劃（2018YFA0305601）以及中科院先導(dǎo)研究計劃（XDB28000000）等的支持。

熒光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）負(fù)載抗體等生物大分子針對病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測試劑盒。 技術(shù)指標(biāo)（創(chuàng)新要點等）： 1、使用性能優(yōu)越的碳量子點取代穩(wěn)定性差、熒光量子產(chǎn)率低的有機熒光染料和毒性大的無機半導(dǎo)體量子點； 2、通過調(diào)節(jié)碳量子點的合成原料，使得碳量子點偶聯(lián)錨定在二氧化硅微球上，且不會引起碳點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。

量子隧穿是微觀世界的基本現(xiàn)象，它是指粒子可以像波一樣地穿過有阻礙的區(qū)域（即勢壘），是微觀粒子的波粒二象性的一個具體表現(xiàn)。如今，量子隧穿的概念已經(jīng)滲透到物理學(xué)的方方面面，比如廣泛使用的掃描隧道電子顯微鏡、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)等。然而，關(guān)于量子隧穿卻有一個基本問題充滿著爭議，那就是隧穿的過程是否需要時間？如果需要時間那又該如何測量呢？自量子力學(xué)誕生以來，這個問題一直伴隨著量子力學(xué)的發(fā)展而爭論至今。 隨著超短激光脈沖的問世，人們一直努力、希望在強場隧道電離的范疇來解決這個的重要爭議問題。隨即，學(xué)術(shù)界提出了可以通過阿秒鐘方案測量隧道電離的發(fā)生時間（即時間延遲），阿秒鐘巧妙地將隧穿時間延遲轉(zhuǎn)化為光電子發(fā)射角的偏移，然而對于實驗結(jié)果，大家一直未取得一致的看法。學(xué)術(shù)界通過十多年的研究，基本上形成了兩種對立的觀點，即瞬時隧穿（隧穿幾乎不需要時間）與延時隧穿（隧穿需要百阿秒量級的時間），各自都有相應(yīng)的理論與實驗支持。似乎這兩種觀點充滿矛盾、不可調(diào)和！量子隧穿的示意圖量子隧穿可以看作是微觀粒子的“穿墻術(shù)”增強型阿秒鐘的原理。（a）線偏振的二次諧波打破了圓偏振的基頻光的對稱性，標(biāo)記了最大值激光電場的方向與時刻。（b）不加二次諧波時測量的光電子動量譜。（c）加入標(biāo)記光場后測量的光電子動量譜。 傳統(tǒng)的阿秒鐘是采用單個橢圓偏振或近圓偏振的激光脈沖，因此傳統(tǒng)阿秒鐘的校準(zhǔn)依賴于少周期激光的載波包絡(luò)相位和橢偏率的確定，它們的噪聲抖動會給阿秒鐘的測量帶來很大的誤差。日前，北京大學(xué)物理學(xué)院、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點實驗室“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團隊”劉運全教授和龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，提出并實現(xiàn)了一種全新改進型阿秒鐘，在一束圓偏振飛秒激光場中加入了另一束線偏振的倍頻光來校準(zhǔn)阿秒鐘，使得光電子發(fā)射角的偏移量的定標(biāo)更加精準(zhǔn)。這種增強型阿秒鐘使得隧穿時間的測量更加準(zhǔn)確可靠。理論上還證明了上述兩種看似對立的隧穿圖像可以被統(tǒng)一在同一個理論框架下進行描述。在強場近似理論框架下，他們分別建立了瞬時隧穿圖像以及基于Wigner表象的延時隧穿圖像，對于增強型阿秒鐘的實驗結(jié)果，這兩種隧穿圖像的理論結(jié)果都與實驗結(jié)果相符合。因此，這是第一次使用同一個理論框架和同一個實驗完美地統(tǒng)一了這個長期的學(xué)術(shù)爭議，為隧穿時間研究提供一種思路。

在高晶體質(zhì)量的狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到手征反常導(dǎo)致的負(fù)磁電阻效應(yīng)（Nat. Commun. 6, 10137 (2015)）；并借助于納米線比表面積大的優(yōu)勢，測量到起源于拓?fù)浔砻鎽B(tài)輸運的π A-B效應(yīng)(Nat. Commun. 7, 10769 (2016); Phys. Rev. B 95, 235436（2017）)。 最近，他們通過輸運測量首次在狄拉克半金屬Cd3As2納米線中觀測到連續(xù)體態(tài)和離散表面態(tài)耦合產(chǎn)生的Fano共振現(xiàn)象。研究表明直徑約為60 nm的Cd3As2納米線的表面態(tài)能帶會發(fā)生劈裂，通過柵壓調(diào)制費米能級到一個表面態(tài)子能帶的帶底時，會呈現(xiàn)出零偏壓微分電導(dǎo)峰；在磁場作用下，由于塞曼效應(yīng)，零偏壓電導(dǎo)峰會發(fā)生劈裂，測量得到表面態(tài)的朗德因子為32；Fano共振進一步導(dǎo)致零偏壓微分電導(dǎo)峰隨偏置電壓具有非對稱的線形，并可能對材料中起源于“外爾軌道”的量子振蕩頻率產(chǎn)生修正。這項工作對于深入研究拓?fù)浒虢饘俚妮斶\性質(zhì)，以及設(shè)計實現(xiàn)可電學(xué)調(diào)控的Fano體系有著重要意義。圖1. Cd3As2納米線中量子限制效應(yīng)引起的電導(dǎo)振蕩；(b)柵壓調(diào)制的微分電導(dǎo)譜。

本發(fā)明屬于量子點 LED 封裝領(lǐng)域，具體涉及一種高發(fā)光效率的量子點白光 LED，其中，LED 芯片固定設(shè)置在基板表面，量子點硅納米球附著在 LED 芯片表面，熒光粉膠將量子點硅納米球和 LED 芯片完全包裹住，所透光殼體直接安裝在基板上或通過一模塑料固定在基板上方，并將熒光粉膠、LED 芯片和量子點硅納米球密封在內(nèi)，透光殼體內(nèi)的空隙處填充有封裝膠。本發(fā)明還公開了一種高發(fā)光效率的量子點白光 LED 的制備方法。本發(fā)明的量子點 LED 能夠顯著提高白光LED 的發(fā)光效率，在生產(chǎn)中能夠更加便捷地控制量子點與熒光粉各自的發(fā)光光譜，從而得到所需的理想型發(fā)光，且可顯著減少量子點的用量，節(jié)約生產(chǎn)成本。

郭光燦院士團隊在基于人工合成維度的量子模擬方面取得重要實驗進展。該團隊李傳鋒、許金時、韓永建等人將攜帶不同軌道角動量的光子（又稱為渦旋光子）束縛在簡并光學(xué)諧振腔內(nèi)，通過引入光子的自旋軌道耦合人工合成了一維的拓?fù)渚Ц?，為拓?fù)淞孔幽M開創(chuàng)了一種新的方法。

通過實驗測量和從理論上分析三原子重組在543.3 高斯附近的6Li-6Li的窄波磁Feshbach共振，表明在有限的溫度下，三體重組主要由間接過程支配并在閾值以上的kBT內(nèi)存在窄共振峰。實驗數(shù)據(jù)強有力的顯示連續(xù)的成對過程遵循一個普適行為并由范德華力決定。論文給出了三體重組速率常數(shù)描述的解析公式和對溫度的依賴性，其中三體重組通過連續(xù)的成對相互作用進行?；A(chǔ)物理圖像不僅適用于窄s波共振，還適用于非零分波的共振，不僅適用于超低溫，而且適用于更高的溫度。       這個實驗結(jié)果驗證了量子三體在范德華勢作用下普遍的行為，發(fā)現(xiàn)該普遍行為遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出零溫度范圍，從而揭示出雙體的量子缺陷理論可以通過多尺度方法進一步擴展到非零溫度范圍。這種廣義的三體作用的范德瓦爾普遍行與通用狀態(tài)方程的定義瓦爾斯長度尺度有密切聯(lián)系。通過將量子普遍行為區(qū)域擴展到零以外溫度和s波共振，純理論模型通過超冷原子物理實驗與真實的少體系統(tǒng)和真實化學(xué)反應(yīng)建立了緊密聯(lián)系，邁出了量子三體物理研究的關(guān)鍵一步。

層間轉(zhuǎn)角在層狀堆垛的二維材料體系中提供了一個全新的自由度來調(diào)控其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。近幾年，相關(guān)方面的研究引起了廣泛的關(guān)注。早在2012年，何林課題組就開始關(guān)注轉(zhuǎn)角對雙層石墨烯結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì)的影響，測量了不同轉(zhuǎn)角雙層石墨烯的兩個范霍夫峰的峰間距能量與轉(zhuǎn)角大小的關(guān)系[1]，并預(yù)言該體系中的準(zhǔn)粒子具有可調(diào)控的手征性[2]，研究了應(yīng)變結(jié)構(gòu)在該體系產(chǎn)生的贗磁場和贗朗道能級[3]。2015年，何林團隊發(fā)現(xiàn)雙層轉(zhuǎn)角石墨烯體系費米速度隨角度減小而迅速下降，證明在轉(zhuǎn)角為1.1度(第一魔轉(zhuǎn)角)附近時費米速度降為零[4]，并于2017年，在轉(zhuǎn)角接近魔轉(zhuǎn)角的雙層石墨烯體系觀察到強電子-電子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo課題組在魔角雙層石墨烯觀察到電子-電子相互作用導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)絕緣體態(tài)和超導(dǎo)態(tài)，魔角雙層石墨烯物性研究迅速成為過去兩年凝聚態(tài)物理研究的最大熱點。 近期，何林課題組發(fā)展了一套方法，能夠可控地制備利于掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)（STM）研究的雙層轉(zhuǎn)角石墨烯，并利用STM研究了小角度雙層石墨烯的性質(zhì)，深入探索該體系由于電子-電子相互作用導(dǎo)致的平帶簡并度解除和新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)的關(guān)聯(lián)。例如，何林課題組與合作者發(fā)現(xiàn)當(dāng)小轉(zhuǎn)角體系的平帶被部分填充時，電子-電子相互作用會解除平帶的谷贗自旋簡并度，在體系中產(chǎn)生很大的軌道磁矩（每個莫爾約10μ_B），由于軌道磁矩和磁場的耦合，谷極化態(tài)的劈裂能量會隨著外加磁場線性增大[6]。同樣的結(jié)果也在應(yīng)變引起的平帶中觀察到了，當(dāng)雙層石墨烯的轉(zhuǎn)角接近魔角時，體系中微小的應(yīng)變結(jié)構(gòu)可以使兩個范霍夫峰之間出現(xiàn)一個新的零能量平帶（贗朗道能級），何林課題組與合作者發(fā)現(xiàn)電子-電子相互作用會解除贗朗道能級的谷贗自旋簡并度，產(chǎn)生軌道磁性態(tài)[7]。這些結(jié)果表明小轉(zhuǎn)角石墨烯體系是研究二維軌道磁性態(tài)和量子反?；魻栃?yīng)的理想平臺。在角度大于魔角的小轉(zhuǎn)角雙層石墨烯中，何林課題組與合作者證明電子-電子相互作用依然會起重要作用，并有可能產(chǎn)生完全不同于魔角雙層石墨烯的新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)。例如在1.49度的樣品中，他們證明電子-電子相互作用解除了體系平帶中的自旋和谷贗自旋的簡并度，產(chǎn)生了一種全新的自旋和谷極化的金屬態(tài)[8]，這一結(jié)果進一步拓寬了轉(zhuǎn)角體系新奇強關(guān)聯(lián)量子物態(tài)的研究范圍。 除了電學(xué)性質(zhì)受層間轉(zhuǎn)角的調(diào)制，在雙層轉(zhuǎn)角石墨烯體系，由于層間堆垛能與層內(nèi)晶格畸變引起的應(yīng)變能的競爭，其原子結(jié)構(gòu)也會隨著角度發(fā)生改變。最近，何林課題組系統(tǒng)研究了雙層轉(zhuǎn)角石墨烯結(jié)構(gòu)隨著角度的演化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)角大于魔角時，體系可以看作兩個獨立的剛性石墨烯層發(fā)生扭轉(zhuǎn)，層內(nèi)晶格畸變幾乎可以忽略（定義為非重構(gòu)結(jié)構(gòu)）；當(dāng)轉(zhuǎn)角小于魔角時，由于莫爾條紋周期較大，層間堆垛能占主導(dǎo)，從而引起晶格畸變產(chǎn)生堆垛的疇界（domain wall）網(wǎng)格（定義為重構(gòu)結(jié)構(gòu)）。這種疇界的兩邊都是Bernal堆垛的雙層石墨烯（分別為AB堆垛和BA堆垛），能傳輸谷極化的電流（圖一）。我們利用STM證明非重構(gòu)和重構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)在魔角附近都能穩(wěn)定存在。進一步，我們發(fā)現(xiàn)利用STM針尖脈沖可對魔角雙層石墨烯的非重構(gòu)和重構(gòu)結(jié)構(gòu)進行切換，從而開關(guān)其二維導(dǎo)電拓?fù)渚W(wǎng)格。同時，我們發(fā)現(xiàn)在強關(guān)聯(lián)效應(yīng)中起到重要作用的魔角雙層石墨烯平帶的帶寬也能在這一過程中被調(diào)控[9]。相關(guān)成果近日刊發(fā)在物理學(xué)期刊《Physical Review Letters》上。何林教授課題組博士生劉亦文為第一作者，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的蘇贏博士為文章的共同第一作者，何林教授為通訊作者。