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北京大學(xué)量子材料中心王健研究組與合作者在鈦酸鍶（SrTiO3）襯底上外延生長的單原胞層厚（0.55 nm）鐵硒（FeSe）薄膜中觀測(cè)到了具有磁激發(fā)跡象的玻色模式和強(qiáng)非磁性雜質(zhì)誘導(dǎo)的準(zhǔn)粒子束縛態(tài)。兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為超導(dǎo)機(jī)制備受爭(zhēng)議的單原胞層鐵硒薄膜提供了異號(hào)配對(duì)的重要實(shí)驗(yàn)證據(jù)，表明在該體系中盡管界面電–聲耦合被認(rèn)為可以增強(qiáng)超導(dǎo)特性，自旋漲落對(duì)于庫珀對(duì)的配對(duì)有著不可忽略的作用，或?qū)﹁F基高溫超導(dǎo)機(jī)理的統(tǒng)一理解提供重要參考。 提升超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度和理解庫珀配對(duì)機(jī)制是超導(dǎo)領(lǐng)域兩個(gè)最重要的研究方向。在以往的鐵基超導(dǎo)研究中，基于電子–空穴費(fèi)米口袋嵌套的s±波配對(duì)被廣泛接受。然而對(duì)于AxFe2?ySe2 (A = K, Rb, Cs, Tl)、(Li1?xFex)OHFe1?ySe，尤其是單原胞層 FeSe/SrTiO3等一系列重電子摻雜鐵硒化合物，重電子摻雜會(huì)導(dǎo)致費(fèi)米能級(jí)上移，進(jìn)而導(dǎo)致布里淵區(qū)中心Γ點(diǎn)的空穴費(fèi)米口袋降至費(fèi)米能級(jí)以下，使得電子–空穴費(fèi)米口袋嵌套理論失效。因而，鐵基超導(dǎo)中的s±配對(duì)圖像受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 鈦酸鍶襯底上外延生長的鐵硒薄膜具有鐵基超導(dǎo)家族最簡(jiǎn)單的分子結(jié)構(gòu)和最高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（能隙閉合溫度的典型值為65 K），自2012年被清華大學(xué)薛其坤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)以來在國際凝聚態(tài)物理領(lǐng)域掀起了研究熱潮。前期，北京大學(xué)王健研究組與薛其坤研究組合作采用電輸運(yùn)和抗磁性測(cè)量首次報(bào)道了單層鐵硒中高溫超導(dǎo)的直接證據(jù)（Chin. Phys. Lett. 31, 017401 (2014)，被Science編輯選擇文章Science 343, 230 (2014)報(bào)道）。然而，其中的超導(dǎo)配對(duì)機(jī)制，一直存在爭(zhēng)議，始終懸而未決。 為了揭示單層鐵硒中的超導(dǎo)配對(duì)機(jī)制，王健研究組開展了一系列系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中的單層鐵硒超薄膜采用分子束外延技術(shù)生長于鈦酸鍶襯底。通過原位超高真空（~10?10 mbar）原位掃描隧道譜探測(cè)，研究組發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)能隙外存在由電子–玻色子耦合導(dǎo)致的鼓包（hump）結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的掃描隧道譜實(shí)驗(yàn)揭示以該鼓包為特征的玻色模式更接近磁激發(fā)信號(hào)（圖1），極有可能是充當(dāng)配對(duì)媒介、且連接布里淵區(qū)近鄰角落（M點(diǎn)）電子費(fèi)米口袋的(π,π)自旋漲落。超導(dǎo)序參量作為復(fù)數(shù)，其在費(fèi)米面上的分布存在同相位（保號(hào)：sign-preserving）與反相位（異號(hào)：sign-reversing）兩種情形。雜質(zhì)散射作為一種相位敏感技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于以往超導(dǎo)配對(duì)研究。其中非磁性雜質(zhì)尤為特殊，其選擇性地局域破壞s±波、d波等異號(hào)配對(duì)，實(shí)驗(yàn)上表現(xiàn)為誘導(dǎo)超導(dǎo)能隙內(nèi)的束縛態(tài)，而對(duì)傳統(tǒng)保號(hào)s波配對(duì)無明顯效應(yīng)，因此可用于區(qū)分異號(hào)和保號(hào)配對(duì)圖像。王健研究組采用沉積于單層鐵硒表面的強(qiáng)非磁性雜質(zhì)鉛（Pb）吸附原子作為散射中心，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)相對(duì)于正常超導(dǎo)譜形，鉛原子在超導(dǎo)帶隙邊界附近誘導(dǎo)出電子型譜權(quán)重增強(qiáng)，同時(shí)超導(dǎo)能隙減弱（圖2）。該特征是‘隱’束縛態(tài)的典型信號(hào)。系統(tǒng)的勢(shì)散射強(qiáng)度調(diào)節(jié)（圖2(d)）等實(shí)驗(yàn)也印證了這一觀點(diǎn)，有力地說明單層鐵硒超導(dǎo)能隙函數(shù)存在異號(hào)。同時(shí)，基于異號(hào)配對(duì)圖像，如擴(kuò)展s±波（圖2(e)），南京大學(xué)王強(qiáng)華教授與南京師范大學(xué)高繹教授理論上定性復(fù)現(xiàn)了非磁性雜質(zhì)誘導(dǎo)的超導(dǎo)譜形重構(gòu)。上述的玻色模式與非磁雜質(zhì)散射兩項(xiàng)研究成果一致支持單層鐵硒中存在以自旋漲落為媒介的異號(hào)配對(duì)，為最終澄清單層鐵硒的界面高溫超導(dǎo)機(jī)制奠定了重要基礎(chǔ)，同時(shí)也預(yù)示具有不同費(fèi)米面構(gòu)型的鐵基高溫超導(dǎo)體或存在統(tǒng)一解釋。圖1. 單原胞層 FeSe中具有磁激發(fā)跡象的玻色模式。(a) 單原胞層 FeSe的掃描隧穿譜，顯示超導(dǎo)能隙外由電子–玻色子耦合導(dǎo)致的鼓包結(jié)構(gòu)；(b) Ω/2Δ1與Δ1的統(tǒng)計(jì)負(fù)關(guān)聯(lián)（Ω：玻色模式能量；Δ1：內(nèi)超導(dǎo)能隙）。圖2. 單原胞層 FeSe中強(qiáng)非磁性雜質(zhì)誘導(dǎo)的準(zhǔn)粒子束縛態(tài)。(a) Pb吸附原子的STM形貌圖；(b) Pb吸附原子和正常單原胞層 FeSe的掃描隧穿譜，顯示9.5 mV處存在‘隱’束縛態(tài)；(c) 跨Pb吸附原子的掃描隧穿線譜；(d) 101組Pb吸附原子掃描隧穿譜（黑實(shí)線下方）與無吸附原子時(shí)的掃描隧穿譜（黑實(shí)線上方）對(duì)比；(c) 擴(kuò)展s±波圖像下非磁性雜質(zhì)的模擬局域態(tài)密度譜。 兩項(xiàng)工作分別于2019年5月22日和2019年7月15日發(fā)表于Nano Letters（Nano Lett. 19, 3464?3472 (2019)）、Physical Review Letters（Phys. Rev. Lett. 123, 036801 (2019)）。論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00144、https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.036801。 其中Nano Letters文章北京大學(xué)博士生劉超飛為第一作者，北京大學(xué)王健教授為通訊作者；Physical Review Letters文章，北京大學(xué)博士生劉超飛、王子喬和南京師范大學(xué)高繹教授為共同第一作者，北京大學(xué)王健教授和南京大學(xué)王強(qiáng)華教授為共同通訊作者。 以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心、中科院卓越創(chuàng)新中心、北京市自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等經(jīng)費(fèi)的支持。王健特別感謝謝心澄、王垡、徐莉梅、任澤峰以及量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心在北大超高真空分子束外延與低溫掃描隧道顯微鏡實(shí)驗(yàn)室搭建過程中給予的支持。

利用地表水為低位冷熱源實(shí)現(xiàn)冬夏空調(diào)的地表水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用前景廣闊， 目前在國內(nèi)得到了迅速發(fā)展。但是，對(duì)于含沙量較大的水體，水質(zhì)處理上占用了 很大的增量成本。降低水處理措施，讓地表水直接進(jìn)入機(jī)組是降低能耗，降低系 統(tǒng)投資的有效途徑。針對(duì)目前傳統(tǒng)熱泵的蒸發(fā)器、冷凝器無法接受非工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)冷 卻水進(jìn)入換熱器的不足，發(fā)明了 一種全新兩器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)地表水直接進(jìn)入。在冬 夏季利用地表水換熱管束兩端由管板固定于殼體上，兩端的管板和封頭分別圍成 兩個(gè)管箱，換熱管束的兩端分別與管箱相通；兩個(gè)管箱上分別設(shè)有被冷卻或加熱 介質(zhì)的入口和出口；殼體兩側(cè)上部設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和出口；換熱管束橫向布置 在殼體內(nèi)的中上部，殼體下部設(shè)有具有錐度的集沙斗，其下部接排沙管，實(shí)現(xiàn)換 熱與泥沙分離。當(dāng)含有固體雜質(zhì)的液體在殼體內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于水流沖擊和重量作 用泥沙落入集沙斗，解決了換熱器易堵塞，管箱內(nèi)沉淀淤積、清洗不便、復(fù)雜的 水處理過程等問題，可明顯減少初投資和運(yùn)行成本，適合于以江河水和污水等含 固體雜質(zhì)多的液體為冷卻介質(zhì)的換熱器。目前適合國家可再生能源利用的地表水 源熱泵最大的障礙是水處理工藝。而該成果可以實(shí)現(xiàn)免水處理，發(fā)展應(yīng)用前景巨 大。

開發(fā)前景及產(chǎn)業(yè)化效益分析：隨著介入診療技術(shù)的發(fā)展，介入性診療器材 產(chǎn)業(yè)作為新興的醫(yī)療器材產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展壯大，以每年25%以上的速度增長， 到2015年，預(yù)計(jì)將達(dá)到300-400億元。其中冠脈支架增長速度達(dá)到45%左右， 其市場(chǎng)規(guī)模占介入診療器材產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的60%。 然而，國產(chǎn)支架自主產(chǎn)權(quán)的缺乏，使之在國際市場(chǎng)時(shí)常受到專利侵權(quán)的陰影。 所以亟待開發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，療效更加優(yōu)良的血管內(nèi)支架。本項(xiàng)目 系列支架產(chǎn)品，可稱為內(nèi)皮“友好型"血管支架克服現(xiàn)有支架的缺陷，消除平 滑肌細(xì)施增生，減少不可降解的聚合物產(chǎn)生的炎癥，減少血管內(nèi)再狹窄。

該成果提出了"黑盒"式互操作方法和技術(shù)，顛覆了傳統(tǒng)"白盒"路線，將信息孤島開放效率平均提升2個(gè)數(shù)量級(jí)，應(yīng)用于國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、國家安全和國防等重大工程，成為支撐我國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展的一項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)。

《先進(jìn)高折射高色散透明陶瓷的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》，現(xiàn)階段成熟產(chǎn)品為：微晶/多晶藍(lán)寶石陶瓷材料，主要用于高檔珠寶和飾品行業(yè)，其基本特點(diǎn)包括折射率n≥1.76，硬度≥9，半透明或微透明，外觀色澤類似翡翠和玉，可耐1200℃高溫而無損。在天然翡翠等玉石資源日趨枯竭，價(jià)格不斷上揚(yáng)的背景下，這種以藍(lán)寶石材料為基通過高溫工藝制備而成的新型珠寶材料具有廣泛的市場(chǎng)前景。 透明陶瓷是現(xiàn)代無機(jī)材料發(fā)展的最前沿領(lǐng)域，通常用于激光光學(xué)、發(fā)光材料等方面，如何將原本不透明的陶瓷透明化，是技術(shù)難點(diǎn)，目前國外尚未有將透明陶瓷反向微透明化用作珠寶飾品行業(yè)的報(bào)道，原因在于只有東方才有獨(dú)特的朦朧審美觀和玉文化，因此本項(xiàng)目處于較為領(lǐng)先的階段。

本系統(tǒng)針對(duì)絡(luò)筒機(jī)車間的特點(diǎn)，提供一個(gè)運(yùn)行在局域網(wǎng)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)，將各分散的絡(luò)筒機(jī)設(shè)備有機(jī)結(jié)合在一起，并從絡(luò)筒機(jī)生產(chǎn)過程與全車間等不同層面進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、處理分析、故障檢測(cè)與狀態(tài)估計(jì)及預(yù)測(cè)。系統(tǒng)功能： 對(duì)絡(luò)筒機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)故障檢測(cè)；采集絡(luò)筒機(jī)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)：紗織、批號(hào)、長度、班產(chǎn)量速度等；質(zhì)量監(jiān)控：清紗器切除次數(shù)、機(jī)械效率＼錠、最低效率；提供報(bào)表自動(dòng)生成系統(tǒng)，顯示供紗管情況：供應(yīng)管數(shù)、失誤數(shù)；結(jié)合外部市場(chǎng)和本地運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)成本監(jiān)控；根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行資源狀態(tài)計(jì)量管理；絡(luò)筒機(jī)的性能分析。將實(shí)際制造過程測(cè)定的結(jié)果與過去的歷史記錄和企業(yè)制定的目標(biāo)以及客戶要求進(jìn)行比較。

制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨(dú)特本征性質(zhì)的石墨烯三維體相材料是材料學(xué)研究中兼具學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)用意義的重大挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨(dú)立且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學(xué)鍵構(gòu)筑而成。該材料具有良好的機(jī)械性能，在常溫可見光下作用下具有電子發(fā)射能力，在瓦特功率級(jí)別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實(shí)現(xiàn)有效的直接光驅(qū)動(dòng)，此現(xiàn)象為國內(nèi)外所首次觀察及報(bào)道，為石墨烯帶來了一種激動(dòng)人心的潛在應(yīng)用價(jià)值。上述材料的制備及相關(guān)性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供材料支持與相關(guān)理論支撐。

該成果提出了變壓器局部放電檢測(cè)的系統(tǒng)的、全面的外部干擾排除方法；提出了變壓器局部放電超寬帶天線陣列定位新技術(shù)；提出了變壓器內(nèi)部局部放電缺陷嚴(yán)重程度的特征參數(shù)，進(jìn)而提出了局部放電缺陷的類型和嚴(yán)重程度的診斷方法，并且設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的自動(dòng)診斷軟件。 研究成果通過了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)證，并在上海市電力檢修公司和福建省十余座變電站得到應(yīng)用。該成果抗干擾技術(shù)的在線檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與過去相比提高了3倍，準(zhǔn)確率提高到95%；定位技術(shù)誤差一般不超過30cm；總體運(yùn)算時(shí)間在秒級(jí)，Y型優(yōu)化陣列準(zhǔn)確定位區(qū)域比現(xiàn)有的矩形陣列大18倍。 該成果在局部放電缺陷嚴(yán)重程度的診斷方法和預(yù)警預(yù)測(cè)方法方面填補(bǔ)了國內(nèi)外空白，對(duì)放電類型的嚴(yán)重程度識(shí)別的準(zhǔn)確度達(dá)到了93.3%以上。

海上大型絞吸疏浚裝備是遠(yuǎn)海島礁大規(guī)模高效吹填造陸的國之重器，是南海資源開發(fā)、一帶一路港口建設(shè)等國家戰(zhàn)略任務(wù)和重大工程的緊迫需求。絞吸疏浚裝備具有同步完成海底巖土快速挖掘和長距離管道連續(xù)輸送的可靠作業(yè)能力，需要作業(yè)定位、巖土挖掘、物料輸送和疏浚監(jiān)控四大系統(tǒng)的高度集成，其核心技術(shù)長期被歐洲壟斷并嚴(yán)格封鎖。項(xiàng)目組圍繞海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，歷經(jīng)15年產(chǎn)學(xué)研用攻關(guān)取得如下創(chuàng)新成果：     一、多自由度順應(yīng)式重載精確定位技術(shù)：針對(duì)漂浮作業(yè)裝備高效穩(wěn)定定位的挑戰(zhàn)，提出主體、挖掘、定位等系統(tǒng)的多體耦合動(dòng)力學(xué)分析方法，揭示了海洋環(huán)境與疏浚作業(yè)載荷的復(fù)合作用機(jī)理，發(fā)明了多自由度順應(yīng)式重載鋼樁臺(tái)車定位系統(tǒng)，保障了惡劣海洋環(huán)境中“定得穩(wěn)”的疏浚作業(yè)要求，使得作業(yè)抗風(fēng)等級(jí)從6級(jí)提高到9級(jí)，南海作業(yè)窗口期從約120天增加到約180天。     二、多參數(shù)自適應(yīng)重型大挖深挖掘技術(shù)：針對(duì)海底堅(jiān)硬巖石快速挖掘的挑戰(zhàn)，提出大挖深傾斜彈性結(jié)構(gòu)超長軸系設(shè)計(jì)方法，解決了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和巖石挖掘的強(qiáng)沖擊載荷導(dǎo)致系統(tǒng)失效的難題，研制出特種重型挖巖絞刀、超長軸驅(qū)動(dòng)裝置及多參數(shù)自適應(yīng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了36米水深下快速挖掘單軸抗壓強(qiáng)度超過60MPa的堅(jiān)硬巖石，滿足了國家重大工程“挖得快”的需求。     三、多介質(zhì)高濃度長距離連續(xù)輸送技術(shù)：針對(duì)大顆粒物料高濃度長距離連續(xù)輸送的挑戰(zhàn)，提出多級(jí)顆?；旌狭鲬B(tài)分析技術(shù)，攻克了扭曲葉片型葉輪和對(duì)數(shù)螺旋線泵殼內(nèi)流道設(shè)計(jì)難題，研制出高效輸送大顆粒物料的系列疏浚泵和驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)“排得遠(yuǎn)”的強(qiáng)大能力，將高濃度管道連續(xù)輸送距離由6公里提高至15公里。     四、多系統(tǒng)集成優(yōu)化總體設(shè)計(jì)技術(shù)和裝備研制：針對(duì)各類型疏浚工程的不同需求，攻克了多系統(tǒng)集成總體設(shè)計(jì)、多工況功率平衡動(dòng)力配置、裝備綜合控制與信息化管理等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了大型絞吸疏浚裝備數(shù)字化集成設(shè)計(jì)平臺(tái)，研制出電軸、變頻等五大類56座絞吸疏浚裝備，形成“系列化”產(chǎn)品自主設(shè)計(jì)和制造能力。     本項(xiàng)目授權(quán)發(fā)明專利34項(xiàng)、實(shí)用新型專利21項(xiàng)、軟件著作權(quán)33項(xiàng)，制修訂國家標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，發(fā)表論文112篇，構(gòu)建了我國大型絞吸疏浚裝備自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的完整體系，研制的“新海旭”、“天鯨號(hào)”、“天麒號(hào)”等裝備打破國外技術(shù)壟斷、不斷創(chuàng)造中國記錄，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)和機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的成果鑒定會(huì)認(rèn)為：“海上大型絞吸疏浚裝備在總體上達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。”     獲獎(jiǎng)等級(jí)：特等獎(jiǎng)，國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)     完成單位：上海交通大學(xué)、中交上海航道局有限公司、長江航道局、中交疏浚技術(shù)裝備國家工程研究中心有限公司、中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所、江蘇科技大學(xué)、江蘇海新船務(wù)重工有限公司

本研究使用疫情期間對(duì)334所高校在線教育的調(diào)查數(shù)據(jù),將數(shù)字技術(shù)分為技術(shù)環(huán)境、技術(shù)知識(shí)和技術(shù)技能三類,采用多元排序Logit模型檢驗(yàn)數(shù)字技術(shù)對(duì)大學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果的影響。實(shí)證分析發(fā)現(xiàn):(1)三類在線學(xué)習(xí)的教學(xué)技術(shù)均顯著促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí);(2)技術(shù)環(huán)境、技術(shù)知識(shí)和技術(shù)技能三者具有顯著的依存關(guān)系;(3)大學(xué)生在線學(xué)習(xí)的技術(shù)支持存在"數(shù)字鴻溝"和"數(shù)字代溝"問題,而"數(shù)字學(xué)溝"問題并不明顯;(4)在線教學(xué)互動(dòng)中存在數(shù)字"反哺"行為,即在線教學(xué)情境下的學(xué)生對(duì)教師、高技術(shù)對(duì)低技術(shù)學(xué)生群體存在帶動(dòng)作用。最后,本文提出要實(shí)現(xiàn)"三個(gè)轉(zhuǎn)變",即提升學(xué)生在線學(xué)習(xí)數(shù)字化生存素養(yǎng)、加強(qiáng)對(duì)弱勢(shì)院校學(xué)生在線學(xué)習(xí)保障,以及促進(jìn)師生和生生在線教學(xué)互動(dòng)互助。