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2024光电子与半导体器件发展研讨会

作者：曾中明中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米加工平台

先进的微加工技术在微电子、光电子、量子信息、生物技术、传感等领域扮演越来越重要的作用，可以说，纳米器件的加工离不开先进的微纳加工技术，本报告将首先介绍先进的微纳加工平台，然后分享一些典型的微纳加工技术及应用。

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中国超导电子学研究及应用进展

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物理学报 2021年第1期70卷 178-203页

作者：李春光王佳吴云王旭孙亮董慧高波李浩尤立星林志荣任洁李婧张文贺青王轶文韦联福孙汉聪王华兵李劲劲屈继峰中国科学院物理研究所超导国家重点实验室北京100190 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 松山湖材料实验室东莞523808 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院紫金山天文台南京210023 西南交通大学信息科学与技术学院信息量子技术实验室成都610031 西南交通大学物理科学与技术学院量子光电实验室成都610031 东华大学理学院光子学实验室上海210031 南京大学超导电子学研究所南京210093 紫金山实验室南京211111 中国计量科学研究院北京100029

超导体的发现距今已有近110年了,高温超导体的发现也已经有30多年了.超导材料的电子学应用在最近一二十年取得了突破性进展.高温超导微波器件显示了比传统微波器件更优越的性能,已经在移动通信、雷达和一些特殊通信系统中取得了规模化应... 详细信息

超导体的发现距今已有近110年了,高温超导体的发现也已经有30多年了.超导材料的电子学应用在最近一二十年取得了突破性进展.高温超导微波器件显示了比传统微波器件更优越的性能,已经在移动通信、雷达和一些特殊通信系统中取得了规模化应用.超导量子干涉器件以其磁场和电流测量的超高灵敏度,成为地质勘探、磁共振成像和生物磁成像等领域不可替代的手段.包括超导隧道结混频器、超导热电子混频器、超导转变沿探测器及超导单光子探测器等在内的超导传感器/探测器可以探测全波段的电磁波及各种宇宙辐射,具有接近量子极限的超高灵敏度,在地球物理、天体物理、量子信息技术、材料科学及生物医学等众多前沿领域发挥越来越重要的作用.超导参量放大器已经成为实现超导量子计算的关键器件.超导集成电路技术已被列入国际器件与系统技术路线图,成为后摩尔时代微电子领域的前沿阵地之一.在计量科学中,超导约瑟夫森效应及约瑟夫森结阵器件被广泛应用于量子电压基准和国际单位制基本单位的重新定义中.在当前的量子信息技术热潮中,超导电子学扮演重要角色,同时量子热潮也大力推动了超导电子学的发展.本文主要对近几年我国超导电子学研究和应用的现状与进展进行概括总结.

关键词：超导电子学高温超导微波器件超导传感器/探测器超导数字电路

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基于腔光力学系统制备宏观量子叠加态的理论研究

基于腔光力学系统制备宏观量子叠加态的理论研究

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作者：王晶晶大连工业大学

学位级别：硕士

宏观量子效应的研究是当前量子信息学领域的一个热点问题,可以帮助人们更好地理解量子-经典边界和量子退相干机制等问题,同时对于量子信息技术的应用也有着重要的研究意义。然而,目前产生宏观量子效应仍然是一个挑战。作为途径之一,量... 详细信息

宏观量子效应的研究是当前量子信息学领域的一个热点问题,可以帮助人们更好地理解量子-经典边界和量子退相干机制等问题,同时对于量子信息技术的应用也有着重要的研究意义。然而,目前产生宏观量子效应仍然是一个挑战。作为途径之一,量子光力学技术的发展为腔光力系统被用于研究宏观物体的量子效应提供了重要的研究途径和方法。宏观量子叠加态又被称作薛定谔猫态,在量子信息学发展的研究过程中,人们还发现,薛定谔猫态具有抗干扰能力越强,相干时间长,可快速控制等优点,可以作为量子信息处理的优秀资源,人们利用宏观量子态来进行量子编码、量子信息存储等成为一个研究热点。因此,研究宏观物体的量子性存在的机制或宏观量子性存在的机制,并在此基础上探索如何有效的消除环境对宏观量子性的影响,以及如何控制宏观量子态就成了有意义的问题。而且随着半导体工艺和纳米技术的迅猛发展,目前实验中已经能够制备出极高品质因子、超高振动频率的微纳光学微腔和微纳机械振子,这些进展使量子腔光力学这个新的研究领域得以迅速发展且越来越受关注。实验中已经可实现的腔光力系统有法布里-珀罗腔、回音壁型腔、半导体光子晶体腔和玻色爱因斯坦凝聚腔等。人们可以利用腔光力系统来制备力学和光学非经典态等,同时研究量子理论基本问题,如量子退相干、宏观量子叠加以及经典量子边界等,腔光力学系统在量子信息处理、量子精密测量、以及介观尺度的量子力学等方面有着重要的应用前景。量子腔光力学技术为量子科学新系统——机械振子,提供了一种新的研究方法。自上个世纪90年代起,人们就开始对量子腔光力系统的几个方面进行理论探索。光腔与振子之间的超强耦合产生的量子非线性可能会导致光场和力学振子的非经典态和纠缠态,最近,腔光力系统已被用于研究宏观物体的量子效应。人们提出了一种使用十分先进的光子晶体光力系统制备机械振子的宏观量子叠加态的方案;研究表明使用压缩态可以显著延长宏观量子叠加态的寿命,并提高制备更大振幅和更大程度的量子宏观相干猫态的可行性,为许多量子技术应用提供了必要的理论。也有学者提出了一种在脉冲腔光力学中制备机械振子的宏观量子叠加态的可行方案,这种方法可用于产生非高斯机械状态,如光催化非经典状态。以及提出的在原子系综中创建和稳定长寿命的宏观量子叠加态,这为实现产生大尺寸和长寿命宏观量子叠加态的长期目标开辟了新途径。对于二能级原子和单模光场耦合的腔光力系统,人们可以根据原子-腔场的耦合强度与腔场频率的比值,将原子-腔的耦合强度划分为弱、强、超强、深度强耦合区间。当二能级系统与单模光场的相互作用强度小于耗散率,为弱耦合相互作用,如J-C模型;当相互作用强度大于它们各自的耗散率时,为强耦合相互作用;最近人们在实验中实现了超强耦合相互作用,此时耦合强度与腔场共振频率ωC和二能级系统跃迁频率ω的比值Ω/{ω,ωC}大于0.1小于1。随着耦合强度的增大,当比值达到Ω/{ω,ωC}大于1,系统进入深度强耦合。2017年,Yoshihara等人在电路中首次在实验上实现了深度强耦合。我们的工作是基于腔光力系统,研究一个二能级原子与单模腔场的共振作用。在本文中,通过使用光与物质超强耦合的腔光力系统,并考虑在机械频率下的调制,研究了如何制备机械振子的可区分的宏观量子叠加态。我们的目的是制备一个宏观叠加态。利用纳米光力系统,研究如何引入光和振子之间的非线性相互作用,制备出可观测的宏观量子叠加态。研究如何利用超导纳米力学系统制备的宏观量子态,进行量子操控和信息编码。本课题考虑的是模型是基于腔光力系统,研究不同的参数模型在产生制备宏观量子叠加态时的影响,为实验提供合理的参数信息。本文主要提出了基于腔光力系统制备宏观量子叠加态的两个有效方案。所用的系统是由机械振子与原子-光学微腔相耦合组成,考虑原子-光场强耦合情况,通过调制光机耦合,给出制备机械振子宏观量子叠加态的方案,并从原子-腔初始状态、原子-腔耦合强度、腔-机械振子耦合强度等方面讨论了影响宏观量子叠加态的量子相干性和宏观可区分性的因素和机制。根据原子-光场耦合强度的不同,分别采用了量子Rabi模型和量子Rabi-Stark模型来描述原子-光腔相互作用,并利用微扰论,在二阶近似下分别计算了相应模型在低能级子空间的能级结构。并且给出了原子-光场-机械振子整个系统演化波函数的解析形式。利用Wigner函数讨论分析了宏观量子叠加态的特性。经过对两种模型的讨论和分析发现,两种模型下都可以制备出机械振子的宏观量子叠加态,但是量子Rabi-Stark模型中,非线性项Stark项的引入,可以显著提高机械振子宏观量子叠加态量子相干性和宏观可区分性。

关键词：超强耦合宏观量子叠加态腔光力系统 Rabi模型 Rabi-Stark模型 Wigner函数宏观量子相干性

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自差分交流偏置超导纳米线单光子探测器

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物理学报 2022年第15期71卷 281-287页

作者：马璐瑶张兴雨舒志运肖游张天柱李浩尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100039

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能,在量子信息、激光雷达等方面有广泛的应用.通常,SNSPD工作在直流偏置下,在时域上具有自由运行探测的优点.而在卫星激光测距、单光子激光雷达等光信号到达时间有规律的应用场景中,使用... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能,在量子信息、激光雷达等方面有广泛的应用.通常,SNSPD工作在直流偏置下,在时域上具有自由运行探测的优点.而在卫星激光测距、单光子激光雷达等光信号到达时间有规律的应用场景中,使用交流偏置有望提升器件运行速率、有效抑制背景暗计数,却存在信号读出困难的棘手问题.本文报道了自差分读出的交流偏置SNSPD系统,该系统包含两根并行排布纳米线构成的2-pixel SNSPD器件.给两根纳米线加载相同的100 MHz交流偏置信号,并对两路输出信号差分使噪声信号相抵消,实现光子响应信号的读出.基于该方法测得,响应信号的信噪比相比差分之前提升10倍,在交流偏置下器件的暗计数降低至直流偏置下的约1/4,计数率达到直流偏置下的约1.5倍.本文为交流偏置SNSPD测试提供了一种思路,为其应用提供参考数据.

关键词：超导纳米线单光子探测器交流偏置自差分读出

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超导SQUID瞬变电磁接收系统的应用实例

超导SQUID瞬变电磁接收系统的应用实例

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中国地球物理学会地球物理技术委员会第十届学术会议——“探索地学仪器原始创新致力地球物理技术突破”研讨会

作者：裴易峰荣亮亮邱隆清伍俊张国峰中国科学院上海系统与信息技术研究所

1引言瞬变电磁法具有探测分辨率高,对低阻体敏感的特点,广泛应用于寻找金属矿、煤矿、地下水等资源勘探。低温超导量子干涉器件(LT SQUID)是一种较理想的磁传感器,相比于传统测量磁场信号的感应线圈,SQUID直接测量B场更具优势,且传感器... 详细信息

1引言瞬变电磁法具有探测分辨率高,对低阻体敏感的特点,广泛应用于寻找金属矿、煤矿、地下水等资源勘探。低温超导量子干涉器件(LT SQUID)是一种较理想的磁传感器,相比于传统测量磁场信号的感应线圈,SQUID直接测量B场更具优势,且传感器带宽更大,噪声更低。基于重点研发项目智能传感器的"深地高灵敏度电磁传感器研发及探矿应用示范"项目,中国科学院上海微系统与信息技术研究所与上海赋同公司负责联合研发超导瞬变电磁接收系统。

关键词：瞬变电磁瞬变电磁系统 SQUID 接收系统

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含激电效应的电性源瞬变电磁数据模拟三维正则化反演

含激电效应的电性源瞬变电磁数据模拟三维正则化反演

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中国地球物理学会地球物理技术委员会第十届学术会议——“探索地学仪器原始创新致力地球物理技术突破”研讨会

作者：路俊涛王绪本郭明地球勘探与信息技术教育部重点实验室成都理工大学地球物理学院

1引言电性源距瞬变电磁法具有勘探效率高、大深度且垂向分辨率较高等优势,目前已广泛应用于矿产、地下水勘查等领域。然而当测区存在较强的极化介质时,受激电效应影响,观测到的响应会出现快速衰减和晚期道出现负值的异常现象(Hoheissel ... 详细信息

1引言电性源距瞬变电磁法具有勘探效率高、大深度且垂向分辨率较高等优势,目前已广泛应用于矿产、地下水勘查等领域。然而当测区存在较强的极化介质时,受激电效应影响,观测到的响应会出现快速衰减和晚期道出现负值的异常现象(Hoheissel et al.,2004)。如今学者们普遍采用含有激电参数的ColeCole模型来代替原本电阻率模型进行响应的瞬变电磁响应模拟,基于该模型也有大量的学者进行了多种反演方法的试验,并取得了一定的效果(Lin et al.,2019;Viezzoli et al.,2017;Lu et al.,202)。

关键词：激电效应拟三维电性源正则化反演瞬变电磁数据模拟

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信息技术在数学教学中的应用之理论与实践探索——2017信息技术与数学教学国际研讨会纪要

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数学教育学报 2018年第2期27卷 93-95页

作者：苏日娜代钦内蒙古师范大学科学技术史研究院呼伦贝尔学院科技处

2017信息技术与数学教学国际研讨会于2017年12月1—3日在江苏省常州高级中学召开.来自中国、美国等国家的专家、中学数学教研员、数学骨干教师和学生近五百人出席了会议.会议主题是＂信息技术在数学教学中的应用＂.会议共有两个大会报... 详细信息

2017信息技术与数学教学国际研讨会于2017年12月1—3日在江苏省常州高级中学召开.来自中国、美国等国家的专家、中学数学教研员、数学骨干教师和学生近五百人出席了会议.会议主题是＂信息技术在数学教学中的应用＂.会议共有两个大会报告,8个分组报告,并设置了教师观摩研讨课、工作坊、学生展示等环节.与会者就信息技术在数学教学中的应用之理论探索、实践探索及其收获、成果展示等方面进行了分享与交流.同时还举行了全国数学实验教学联盟成立仪式与论文与教学视频颁奖仪式.

关键词：信息技术数学教学国际研讨会

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基于项目式学习的Python学习活动设计与实践——以Python中列表的应用为例

基于项目式学习的Python学习活动设计与实践——以Python中列表的...

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第七届中小学数字化教学研讨会

作者：张乐乐乌鲁木齐市第十二中学

《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》提出,培养以学习为中心的教与学关系,在问题解决过程中提升信息素养。新教材落地的第一年,教师都在尝试着完成以教师为中心到"教师为主导,学生为主体"的教与学的关系的转变中。这种教... 详细信息

《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》提出,培养以学习为中心的教与学关系,在问题解决过程中提升信息素养。新教材落地的第一年,教师都在尝试着完成以教师为中心到"教师为主导,学生为主体"的教与学的关系的转变中。这种教与学的关系要求教师不仅是在教学方式上有所改变,还要求教师在学习活动设计方面进行更多的探索。本文以python中列表的应用这一知识点为例,探究在算法模块中基于项目式学习的学生活动设计,实现教与学关系的改变。

关键词： Python 项目式学习学习设计

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太赫兹量子级联激光器动力学性质研究

太赫兹量子级联激光器动力学性质研究

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2021第四届光电材料与器件发展研讨会

作者：王长曹俊诚中国科学院太赫兹固态技术重点实验室中国科学院上海微系统与信息技术研究所

太赫兹(THz)波(频率范围：0.1-10 THz;1 THz=1012 Hz)位于微波与红外光之间，处于毫米波电子学与红外光子学的交叉过渡区域.太赫兹技术在光谱检测、医学成像、空间通信等领域具有重要应用前景.

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职前数学教师对信息技术融入课堂教学的观念研究

职前数学教师对信息技术融入课堂教学的观念研究

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作者：关晗中央民族大学

学位级别：硕士

信息技术与教育“深度融合”是我国未来十年教育信息化的主题。随着移动互联网等新兴信息技术在课堂教学中的使用,信息技术的内涵与外延已经产生了变革。教育信息化要求教师改变将信息技术仅仅视为“辅助性手段”的观念,而是要实现信息... 详细信息

信息技术与教育“深度融合”是我国未来十年教育信息化的主题。随着移动互联网等新兴信息技术在课堂教学中的使用,信息技术的内涵与外延已经产生了变革。教育信息化要求教师改变将信息技术仅仅视为“辅助性手段”的观念,而是要实现信息技术与课堂教学的深度融合。《普通高中数学课程标准(2017版)》指出:“提升信息技术的使用能力;教师要适应时代的发展,按照课程标准的要求,发挥信息技术直观便捷、资源丰富的优势,帮助学生发展数学学科核心素养。”在《普通高中数学课程标准(2017版)》实施的背景下,职前数学教师如何看待信息技术与数学课堂教学整合,将在很大程度上决定着职前数学教师能否准确认识课程标准的理念并在今后的课堂教学中达到课程标准的要求。因此本研究旨在分析职前数学教师对信息技术融入课堂教学的观念现状,进而为职前教师培养和专业发展提出相应建议。本研究以北京两所高校的18位职前数学教师(在读教育硕士)为研究对象,采用半结构化访谈的研究方法,从信息技术对数学课堂的影响、信息技术应用的观念、促进信息技术与数学课程融合的基础和信息技术素养提升途径、信息技术融入课堂教学的影响因素四个方面构建研究框架,编制访谈提纲,对研究对象进行了深入访谈。通过对访谈内容进行编码分析,本研究得出以下结论:(1)职前数学教师对信息技术促进师生交流和促进学生自主探究功能认识不足;(2)职前数学教师对信息技术认知的范围在扩大,但在概率与统计中应用信息技术的观念不强;(3)职前数学教师缺乏通过校内活动与校外交流(研讨会、报告会等)提升信息技术素养的意识,对信息技术用于课堂教学的教学法知识关注不足;(4)职前数学教师过于关注信息技术使用的金钱成本,对信息技术能力认识不全面。基于以上结论,本研究提出如下建议:(1)鼓励职前数学教师在教育实习实践中加强信息技术融入;(2)加强职前数学教师对概率与统计知识与信息技术融合的认识;(3)积极开展校内活动和校外交流,提升职前数学教师信息技术素养;(4)保障信息技术软件的获取便利性,提升职前数学教师对信息技术能力的认识。

关键词：信息技术职前数学教师观念课堂教学数学课堂

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