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物理学报 2019年第22期68卷 113-134页

作者：邓韬杨海峰张敬李一苇杨乐仙柳仲楷陈宇林中国科学院上海微系统与信息技术研究所中国科学院超导电子学卓越创新中心信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210 牛津大学物理系牛津郡OX13PU 清华大学物理系北京100084

拓扑半金属材料是具有拓扑保护的能带交叠的一类无能隙拓扑量子材料,具备许多独特的物理性质,是目前量子材料研究的前沿领域.根据能带交叠的简并度和维度等不同信息,拓扑半金属材料可以分为拓扑狄拉克半金属、拓扑外尔半金属和拓扑节线... 详细信息

拓扑半金属材料是具有拓扑保护的能带交叠的一类无能隙拓扑量子材料,具备许多独特的物理性质,是目前量子材料研究的前沿领域.根据能带交叠的简并度和维度等不同信息,拓扑半金属材料可以分为拓扑狄拉克半金属、拓扑外尔半金属和拓扑节线半金属等.具有高能量、动量分辨率的角分辨光电子能谱技术(ARPES)能够解析动量空间电子结构从而直接测量拓扑半金属中的拓扑电子态,是研究拓扑半金属材料的重要实验手段.本文系统回顾了利用ARPES技术测量的不同类型的典型拓扑半金属的电子结构特别是特征拓扑电子态,从而为拓扑半金属的物理起源、物性研究以及新奇拓扑半金属的探索提供了重要信息.

关键词：拓扑半金属电子结构量子材料角分辨光电子能谱

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气压涨落对低温超导SQUID工作特性影响

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传感器与微系统 2020年第4期39卷 20-22,30页

作者：董丙元包苏新邱隆清张树林荣亮亮伍俊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 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

针对航空超导全张量磁测量系统中低温超导量子干涉器件(LTS-SQUID)输出因气压涨落存在基线漂移的现象,设计了气压稳定装置以控制杜瓦内部气压,并研究了在加入该装置后SQUID的工作特性。该装置可在102~122 kPa范围内实现杜瓦内气压线性调... 详细信息

针对航空超导全张量磁测量系统中低温超导量子干涉器件(LTS-SQUID)输出因气压涨落存在基线漂移的现象,设计了气压稳定装置以控制杜瓦内部气压,并研究了在加入该装置后SQUID的工作特性。该装置可在102~122 kPa范围内实现杜瓦内气压线性调节,且稳定气压后杜瓦内气压波动小于50 Pa。实验结果表明:工作在液氦温度的SQUID输出基线漂移与杜瓦内气压变化正相关;加入气压稳定装置可保证液氦温度波动小于0. 5 mK。同时,由实验分析,本系统中SQUID的磁通-温度系数■Φ/■T约为1. 23Φ0/K。

关键词：航空超导磁探测超导量子干涉器件气压稳定装置液氦温度

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基于SQUID三轴磁强计求取高精度磁总场研究

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仪表技术与传感器 2019年第2期 104-108,113页

作者：黎旭东邱隆清荣亮亮伍俊张树林王永良董丙元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 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

根据航空超导全张量磁梯度系统中高精度磁总场需求,文中针对基于高灵敏低温超导量子干涉器件(LTS-SQUID)构建的三轴磁强计建立了校正模型,以校正其存在的零偏误差、比例因子误差与非正交误差。同时就SQUID重置后零偏偏大导致的算法寻优... 详细信息

根据航空超导全张量磁梯度系统中高精度磁总场需求,文中针对基于高灵敏低温超导量子干涉器件(LTS-SQUID)构建的三轴磁强计建立了校正模型,以校正其存在的零偏误差、比例因子误差与非正交误差。同时就SQUID重置后零偏偏大导致的算法寻优困难问题,提出零偏预校正方案,并在预校正基础上用自适应遗传算法对校正参数进行求解。此外,通过校正模型的正演研究了解了总场误差的分布情况,于反演仿真中,可将正演数据的总场误差校正至0.02 nT附近,其中预校正方案实现了零偏初步定位。在安静均匀地球磁场下进行了SQUID三轴求总场实验,将光泵磁力仪采集的数据视为理想总场。实验结果表明,经校正后的三轴实验数据合成的总场与光泵输出的标准差能达到0.2 nT量级以下。

关键词：磁总场获取 SQUID三轴磁强计校正模型自适应遗传算法误差校正

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面向超导心磁图仪应用的环境评估方法

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现代电子技术 2019年第10期42卷 1-4页

作者：王毅陈威孔祥燕张朝祥张树林王永良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 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

无屏蔽低温超导心磁图仪在临床应用推进中逐渐凸显环境适应性问题,需要对安装地点进行全面的电磁环境和地坪震动评估。通过分析心磁图仪系统理论输出模型和已具备的噪声抑制手段,低频的环境磁场和震动仍是系统输出的重要干扰因素。采用... 详细信息

无屏蔽低温超导心磁图仪在临床应用推进中逐渐凸显环境适应性问题,需要对安装地点进行全面的电磁环境和地坪震动评估。通过分析心磁图仪系统理论输出模型和已具备的噪声抑制手段,低频的环境磁场和震动仍是系统输出的重要干扰因素。采用磁通门梯度计和加速度计,基于LabVIEW平台研制开发环境监测系统,实地获取应用环境的磁场、磁场梯度和地坪震动信息,通过分析采样数据的时域、频域特征和样本统计分布特征,优选出符合条件的场地,目前已完成两家医院选址评估。心磁系统环境噪声采样经多周期平均处理后优于2.5 pT,满足心磁采样要求,目前两家医院累计完成临床心磁采样700余例。结果表明,此环境评估方法将有助于加速心磁图仪应用推广和国内首个心磁数据库的筹建。

关键词：超导心磁图仪临床应用环境评估磁场梯度地坪震动心磁采样

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铁基超导1111体系CaFeAsF的单晶生长和物性研究

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物理学报 2018年第17期67卷 1-18页

作者：牟刚马永辉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 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100049

自2008年发现铁基高温超导以来,人们对该体系的材料探索和物理性质开展了广泛而深入的研究.然而,作为最早被发现并且体材料中临界转变温度最高的一大类材料, 1111体系长期以来一直缺乏大尺寸高质量的单晶样品,这严重制约了对这一材料体... 详细信息

自2008年发现铁基高温超导以来,人们对该体系的材料探索和物理性质开展了广泛而深入的研究.然而,作为最早被发现并且体材料中临界转变温度最高的一大类材料, 1111体系长期以来一直缺乏大尺寸高质量的单晶样品,这严重制约了对这一材料体系相关物理问题的深入研究.最近几年,氟基的1111体系材料CaFeAsF的单晶生长取得了较大进展:以CaAs作为助熔剂,在常压下成功地生长出了毫米尺寸高质量的CaFeAsF母体以及Co掺杂的超导体单晶;在此基础上,多个研究组利用不同实验手段对该体系的物理性质进行了研究,并得到了一些比较重要的结果.本综述对该方向的进展进行初步总结,内容涵盖晶体生长、各向异性、强场下的磁阻、磁力矩、红外光谱、高压调控、量子振荡等内容.

关键词：铁基超导体 1111体系 CaFeAsF 单晶生长

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超导纳米线单光子探测现状与展望

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红外与激光工程 2018年第12期47卷 1-6页

作者：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 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 浙江赋同科技有限公司浙江嘉善314100

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种量子极限灵敏度的光探测器。它的基本原理是利用光子能量实现超导纳米线库珀对的拆对,从而在超导纳米线局域发生超导-非超导相变。和传统半导体单光子探测器相比,具有探测效率高、暗计数低、时间抖... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种量子极限灵敏度的光探测器。它的基本原理是利用光子能量实现超导纳米线库珀对的拆对,从而在超导纳米线局域发生超导-非超导相变。和传统半导体单光子探测器相比,具有探测效率高、暗计数低、时间抖动小、死时间短、宽谱响应以及自由运行等优势。高性能SNSPD已经在量子信息、激光通信、激光雷达等领域得到了广泛应用。文中概述了过去几年间国内外在SNSPD研发、应用成果及产业化等方面的进展,并对SNSPD未来的技术发展和应用进行了展望。

关键词：单光子探测超导纳米线单光子探测量子信息量子通信

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绝缘衬底上石墨烯的化学气相沉积制备与器件应用

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科学通报 2017年第20期62卷 2168-2179页

作者：杨超吴天如王浩敏谢晓明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超导电子学卓越创新中心上海200050 上海科技大学物质科学与技术学院上海200031

石墨烯作为一种拥有优异性能的二维晶体材料,其制备方法与潜在应用在最近几年内得到了广泛研究.与现有半导体硅工艺相匹配的化学气相沉积方法因其能够以低成本大规模制备高质量石墨烯,逐渐成为工业化大规模制备石墨烯的首选技术.然而,... 详细信息

石墨烯作为一种拥有优异性能的二维晶体材料,其制备方法与潜在应用在最近几年内得到了广泛研究.与现有半导体硅工艺相匹配的化学气相沉积方法因其能够以低成本大规模制备高质量石墨烯,逐渐成为工业化大规模制备石墨烯的首选技术.然而,金属上通过化学气相沉积生长的石墨烯需要转移到绝缘衬底上才可以用于器件制备、电学性能表征等后期工作,而目前的转移技术无法避免对石墨烯的质量造成影响.如果在绝缘衬底表面直接生长石墨烯将有效避免石墨烯的转移工艺,从而有望在目标绝缘衬底上直接获得大面积高质量石墨烯.本文系统性介绍了近几年来绝缘衬底上生长石墨烯的相关研究进展,总结并展望了绝缘衬底上石墨烯生长、应用的发展前景与需要攻克的难题.

关键词：石墨烯化学气相沉积绝缘衬底金属衬底氮化硼

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9通道心磁图仪性能测试与临床应用研究

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低温物理学报 2017年第3期39卷 1-6页

作者：李明张朝祥张树林陈威鲁丽王毅孔祥燕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中国科学院超导电子学卓越创新中心中国科学院大学

中国科学院上海微系统与信息技术研究所自主研制了9通道心磁图仪,可在闹市区的简易磁屏蔽环境中稳定工作.本系统包含9个信号通道和3个参考通道,通过采集人体的36点心磁信号,可提供等磁图、伪电流密度图等一系列磁成像,供医生解读.本文... 详细信息

中国科学院上海微系统与信息技术研究所自主研制了9通道心磁图仪,可在闹市区的简易磁屏蔽环境中稳定工作.本系统包含9个信号通道和3个参考通道,通过采集人体的36点心磁信号,可提供等磁图、伪电流密度图等一系列磁成像,供医生解读.本文主要基于该系统进行了完整的性能测试与评估,测得该系统多周期时域噪声水平优于4pT,系统带宽为DC-40Hz,9个信号通道的磁场-电压转换系数约为2500pT/V、系统摆率达0.3×106Φ0/s.目前,该系统已经成功采集接近50余例志愿者的心磁数据,为临床研究提供了极具价值的医学信息.

关键词：心磁图仪超导量子干涉器件临床研究

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航空超导全张量磁梯度仪的串扰研究

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低温物理学报 2017年第1期39卷 36-40页

作者：王士良邱隆清王永良荣亮亮伍俊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中国科学院超导电子学卓越创新中心中国科学院大学

航空超导全张量磁梯度仪是使用飞行平台搭载的磁法测量设备,因其磁场灵敏度高、采集信息丰富、体积小等特点,被认为是第三代航磁探测的发展方向.本文构建了六棱锥构型的全张量梯度模块,由一个三轴超导量子干涉器(SQUID)磁强计和6个低温... 详细信息

航空超导全张量磁梯度仪是使用飞行平台搭载的磁法测量设备,因其磁场灵敏度高、采集信息丰富、体积小等特点,被认为是第三代航磁探测的发展方向.本文构建了六棱锥构型的全张量梯度模块,由一个三轴超导量子干涉器(SQUID)磁强计和6个低温超导平面一阶SQUID梯度计组成.测试结果表明,在该多通道系统中,SQUID之间的串扰明显,对测量结果造成影响.本文对该超导全张量磁梯度仪的串扰进行了分析,并测量了串扰数据.分析了影响串扰的因素后,通过增加SQUID间的间距和改变接线方式等措施,对全张量模块结构进行了优化.实验结果表明,新构型模块对串扰改善在一个数量级以上,极大地提高了超导全张量磁梯度仪的精度和实用性.

关键词：全张量磁梯度仪串扰 SQUID平面梯度计

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NbTiN与NbN薄膜超导纳米线单光子探测器性能比较

NbTiN与NbN薄膜超导纳米线单光子探测器性能比较

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第十四届全国超导学术研讨会

作者：杨晓燕尤立星张露陈思井吕超林李浩刘晓宇周慧王镇中国科学院超导电子学卓越创新中心信息功能材料国家重点实验室中国科学院上海微系统与信息技术研究所

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有探测效率高、计数率高、暗计数低、时间抖动小等特点。目前在量子密钥分发、量子纠缠、量子随机数发生器，以及星地测距、地月测距、成像等应用方面具有大量的器件需求。

关键词：超导纳米线单光子探测器 NbTiN NbN 探测效率

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