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二维材料复合光纤实现超高非线性效应
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心白雪冬课题组与北京大学刘忠范院士、刘开辉研究员合作,提出一种液相辅助两步化学气相沉积法在多孔光纤孔内壁上直接生长二维过渡金属硫族化合物,制备出具有超高非线性的二维材料复合光纤。相关论文发表于Nature Nanotechnology。论文描述的方法有效解决了二维材料前驱体在大纵横比光纤中传质不匀的问题,实现了多种二维材料及其合金在不同种类规格光纤(空心石英管光纤和光子晶体光纤等)中均匀全覆盖生长,长度最大可达25cm。在此基础上,研究团队进一步基于该复合光纤的非线性的实部和虚部分别进行了相应的应用研究。
利用初始条件进行流动减阻控制
西北工业大学航海学院胡海豹教授团队与航空学院郗恒东教授团队合作,提出了一种仅通过改变初始条件来调控泰勒涡的新方法,实现了对泰勒涡尺度的大范围稳定调节。相关论文发表于Journal of Fluid Mechanics。减小航行器在流体中运动时所受的阻力是航空、航天、航海领域的关键技术问题之一。新方法能将泰勒涡长度拉伸至通常长度的约1.9倍,从而显著降低流动中的动量交换强度,减小流动阻力;利用该方法可实现接近20%的减阻效果,且减阻效果随雷诺数变化较小。与现有流动减阻方法相比,该项基于泰勒涡调控的减阻新方法不需要外加机械装置,也不需要外部输入能量或加入添加剂,易于工程实现。
器件物理研究进展
中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室刘明、李泠等在器件物理研究中获得进展。相关论文发表于Nature Communications。传统的三维半导体材料表面存在大量的悬挂键,可通过捕获和散射等方式影响和限制自由载流子的运动。类似于三维半导体材料的表面态,单层二维材料(如二硫化钼和石墨烯)在边界原子的终止和重建可以产生边界态,这使二维材料产生较多独特的现象。该研究通过对单层MoS2/WSe2晶体管进行器件测试、扫描隧道显微镜实验观测和第一性原理计算,发现二维材料的边界态是控制器件亚阈值特性及影响器件迁移率的关键因素,首次提出这种边界态是拉廷格液体的物理本质。
离子束纳米材料合成及改性研究
山东大学物理学院陈峰教授团队在离子束合成新型金属纳米颗粒及其光学应用、离子束改性二维材料及其生物医学应用的研究中取得进展。相关成果发表于Small。论文提出了一种异质双层纳米颗粒结构,利用相邻纳米颗粒层间散射引起的能量转移,达到增强非线性光学材料的三阶非线性光学响应的效果。通过顺序离子注入方法在铌酸锂晶体中合成了嵌入式铜、银双层纳米颗粒,分布于铌酸锂晶体表面以下100nm深度范围内,并结合弹性碰撞模型和热分解理论揭示了双层纳米结构的形成机理。利用光学非线性增强的铌酸锂晶体作为可饱和吸收体置于激光谐振腔中,可实现具有更短脉宽的1微米調Q锁模波导激光输出。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心白雪冬课题组与北京大学刘忠范院士、刘开辉研究员合作,提出一种液相辅助两步化学气相沉积法在多孔光纤孔内壁上直接生长二维过渡金属硫族化合物,制备出具有超高非线性的二维材料复合光纤。相关论文发表于Nature Nanotechnology。论文描述的方法有效解决了二维材料前驱体在大纵横比光纤中传质不匀的问题,实现了多种二维材料及其合金在不同种类规格光纤(空心石英管光纤和光子晶体光纤等)中均匀全覆盖生长,长度最大可达25cm。在此基础上,研究团队进一步基于该复合光纤的非线性的实部和虚部分别进行了相应的应用研究。

利用初始条件进行流动减阻控制
西北工业大学航海学院胡海豹教授团队与航空学院郗恒东教授团队合作,提出了一种仅通过改变初始条件来调控泰勒涡的新方法,实现了对泰勒涡尺度的大范围稳定调节。相关论文发表于Journal of Fluid Mechanics。减小航行器在流体中运动时所受的阻力是航空、航天、航海领域的关键技术问题之一。新方法能将泰勒涡长度拉伸至通常长度的约1.9倍,从而显著降低流动中的动量交换强度,减小流动阻力;利用该方法可实现接近20%的减阻效果,且减阻效果随雷诺数变化较小。与现有流动减阻方法相比,该项基于泰勒涡调控的减阻新方法不需要外加机械装置,也不需要外部输入能量或加入添加剂,易于工程实现。
器件物理研究进展
中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室刘明、李泠等在器件物理研究中获得进展。相关论文发表于Nature Communications。传统的三维半导体材料表面存在大量的悬挂键,可通过捕获和散射等方式影响和限制自由载流子的运动。类似于三维半导体材料的表面态,单层二维材料(如二硫化钼和石墨烯)在边界原子的终止和重建可以产生边界态,这使二维材料产生较多独特的现象。该研究通过对单层MoS2/WSe2晶体管进行器件测试、扫描隧道显微镜实验观测和第一性原理计算,发现二维材料的边界态是控制器件亚阈值特性及影响器件迁移率的关键因素,首次提出这种边界态是拉廷格液体的物理本质。
离子束纳米材料合成及改性研究
山东大学物理学院陈峰教授团队在离子束合成新型金属纳米颗粒及其光学应用、离子束改性二维材料及其生物医学应用的研究中取得进展。相关成果发表于Small。论文提出了一种异质双层纳米颗粒结构,利用相邻纳米颗粒层间散射引起的能量转移,达到增强非线性光学材料的三阶非线性光学响应的效果。通过顺序离子注入方法在铌酸锂晶体中合成了嵌入式铜、银双层纳米颗粒,分布于铌酸锂晶体表面以下100nm深度范围内,并结合弹性碰撞模型和热分解理论揭示了双层纳米结构的形成机理。利用光学非线性增强的铌酸锂晶体作为可饱和吸收体置于激光谐振腔中,可实现具有更短脉宽的1微米調Q锁模波导激光输出。