精密金刚石石锯床

2022难加工材料元件的超精密金刚石加工技术短课程培训https://b2b.csoe.org.cn/meeting/YSAOM2022SC.html制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。单点金刚石车削技术（SPDT）作为一种高效率、高精度的光学表面加工方法，可直接生产具有纳米级表面粗糙度和亚微米级形状精度的光学元件，已成为实现多种光学应用最佳的解决方案。本短课程主要针对难加工材料元件的加工技术进行介绍，以单点金刚石超精密机床为载体，结合物理光学、应用光学、材料力学、精密机械、光学设计、光学加工技术以及相关的应用知识等，介绍难加工材料光学元件的超精密可加工材料和面型金刚石加工技术在当下的发展与挑战、机遇和市场需求。以实践应用角度出发，结合加工材料、加工面型、金刚石刀具等方面介绍难加工材料光学元件的超精密金刚石加工技术，超精密切削的特点和加工表面质量影响规律，以及难加工材料元件能场复合超精密加工技术等方面知识，培养国家急需的高端制造行业的工程人才，为我国成为世界制造强国奠定技术应用基础。一、培训时间：2022年7月29日9:00-12:00(8:00-9:00签到)二、培训地点：长春国际会展中心大饭店三、主办单位：中国光学工程学会四、承办单位：中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会五、课程形式：授课式，实例解析六、课程说明：学员自带电脑，自带Zemax软件，完成培训发放培训证书七、讲师介绍： 薛常喜，长春理工大学光学工程学科教授，博士生导师，2011年香港理工大学从事博士后研究工作。主要从事光学设计与衍射光学、光学超精密制造技术及其应用方面的研究工作。现中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会副主任委员，全国光学和光子学标准化技术委员会光学材料和元件分技术委员会委员，中国光学学会光学制造技术专业委员会委员，红外与激光工程和应用光学期刊青年编委。现主持国家自然科学基金等国家级、省部级高层次科研项目。在国内外学术刊物发表论文50余篇，多篇论文被Spotlight on Optics和Edtior pick。获吉林省自然科技奖三等奖一项，吉林省自然科学学术成果奖二等奖一项，国防科学技术进步奖三等奖一项，兵器集团科技进步二等奖一项，博士学位论文获吉林省优秀博士学位论文。宗文俊，哈尔滨工业大学机电工程学院教授、博士生导师，目前为中国生产工程分会精密工程与微纳技术专业委员会委员、中国机械工程学会高级会员、国际纳米制造学会会员、亚洲精密工程与纳米技术协会会员。近20年来，一直从事天然金刚石刀具与微工具制造技术、可见光-红外宽频谱光学超精密车削技术研究，发表学术论文70余篇，编写专著1部。主持并参与了国家自然科学基金、国防基础科研核科学挑战计划与重点、国家重大科技专项、授权国家发明专利近30项。指导博士生获2020年中国机械工程学会上银优秀博士论文铜奖1人次，荣获机械工业联合会技术发明二等奖、国防科技进步三等奖、兵器工业集团科技进步二等奖等科研奖励。许金凯，长春理工大学机电工程学院教授，博士生导师。现为长春理工大学跨尺度微纳制造教育部重点实验室主任，精密制造及检测技术国家地方联合工程实验室主任。国家科技奖励评审专家，十三五“增材与激光制造”国家重点研发计划青年专家，机械工程学会极端制造分会第一届委员会委员,《International Journal of Extreme Manufacturing》期刊青年编委。长期从事精密超精密加工技术、跨尺度微纳制造技术领域的研究工作。近5年，主持国家重大专项课题、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等10余项国家、省部级科研任务，发表SCI学术论文30余篇，获授权发明专利25件，获省部级一等奖2项，二等奖1项，研究成果成功用于国家多个领域，促进了科技水平的进步。张建国，博士，华中科技大学机械科学与工程学院副教授，机械工程学科博士生导师，2014年日本名古屋大学获机械工程博士学位。主要从事椭圆振动金刚石微细雕刻技术研究，进行难加工材料(碳化钨、模具钢、单晶硅等)的微纳切削工艺开发，以推动具有先进功能微结构表面的新型光学元件在光电子产业的应用。在制造领域国际知名期刊发表SCI检索论文45篇，参编Springer英文专著1部，授权超精密制造领域专利5项。研究成果获得2020年《极端制造》优秀论文、2019年中日超精密加工国际会议优秀论文、2015年日本精密工学会研究奖励、2014年日本机械学会优秀论文、2011年日本砥粒加工学会优秀论文。2019年入选湖北省海外高层次人才青年项目，2021年入选华中科技大学第四批学术前沿青年团队，担任中国光学工程学会第一届先进光学制造青年专家委员会委员。八、难加工材料元件的超精密金刚石加工技术提纲第一部分 光学超精密车削技术概论1.1 超精密加工技术发展概述1.2 超精密加工技术分类1.3 超精密车削技术的加工材料和面型第二部分 超精密切削的特点和加工表面质量影响规律2.1 超精密切削的特点2.2 切削参数对加工表面粗糙度的影响2.3 金刚石刀具晶向和刀刃质量对加工表面粗糙度的影响2.4 工件材料特性对加工表面粗糙度的影响第三部分难加工材料光学元件的超精密金刚石切削技术介绍3.1 典型难加工光学材料及其应用3.2 超声振动金刚石切削技术简介3.3 超声振动金刚石切削装置的设计3.4 难加工材料超声振动切削材料去除机理3.5 光学功能表面超精密制造及其应用第四部分 难加工材料元件能场复合超精密加工技术4.1 高强难加工材料激光辅助微加工技术4.2 高精度深/薄零件超声复合加工技术4.3 高强难加工材料零件电化学加工技术2022光学自由曲面设计与检测短课程培训https://b2b.csoe.org.cn/meeting/YSAOM2022SC.html随着现代光学技术的快速发展，光学工程的成像光学技术和非成像光学技术发展迅猛，尤其是光学自由曲面的应用研究，成为光学工程领域的应用研究热点。光学自由曲面是光学照明、光学显示、光生物医学、光通讯与光传感等重要领域的关键核心器件，含有自由曲面元件的光学系统已在军事、商业等髙端成像系统得以应用，能够满足现代工业、生物医学、国防等众多领域对成像的要求，在现代光学工程领域中扮演着重要角色。本课程拟结合光学设计和光学制造的优势，主要介绍成像自由曲面和非成像自由曲面的设计、自由曲面制造以及自由曲面的检测技术及其相关案例，为光学自由曲面在VR、AR和HUD等光学工程领域快速发展和应用提供技术支撑，促进相关领域的更新换代技术的发展。一、培训时间：2022年7月29日13:30-16:30(12:30-13:30签到)二、培训地点：长春国际会展中心大饭店三、主办单位：中国光学工程学会四、承办单位：中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会五、课程形式：授课式，实例解析六、课程说明：学员自带电脑，自带Zemax软件，完成培训发放培训证书七、讲师介绍： 薛常喜，长春理工大学光学工程学科教授，博士生导师，2011年香港理工大学从事博士后研究工作。主要从事光学设计与衍射光学、光学超精密制造技术及其应用方面的研究工作。现中国光学工程学会先进光学制造青年专家委员会副主任委员，全国光学和光子学标准化技术委员会光学材料和元件分技术委员会委员，中国光学学会光学制造技术专业委员会委员，红外与激光工程和应用光学期刊青年编委。现主持国家自然科学基金等国家级、省部级高层次科研项目。在国内外学术刊物发表论文50余篇，多篇论文被Spotlight on Optics和Edtior pick。获吉林省自然科技奖三等奖一项，吉林省自然科学学术成果奖二等奖一项，国防科学技术进步奖三等奖一项，兵器集团科技进步二等奖一项，博士学位论文获吉林省优秀博士学位论文。于清华，中国科学院上海技术物理研究所研究员，博士生导师，上海市三八红旗手，长期专注于空间红外探测成像领域，开展自由曲面光学系统设计、研制和标定方法的研究，主持国家自然学科基金、国防预研、中科院青年创新促进会“优秀会员”基金等多项科研项目，作为科技部重点领域创新团队核心骨干参与国家重大型号任务，获得国家技术发明一等奖、中国科学院杰出科技成就奖、上海市巾帼创新新秀奖等多项科技奖励。近5年，发表代表性科技论文5篇，获授权发明专利6项，翻译学术专著1部。吴仍茂，博士，浙江大学特聘研究员，国家优青。2013年毕业于浙江大学获博士学位，后于2013-2016年期间分别在西班牙马德里理工大学和美国University of Arizona从事博士后研究工作，并于2017年4月入职浙江大学。主要从事自由曲面光束调控和新型成像技术的研究工作，在包括Optica、Laser & Photonics Reviews、Optics Letters等国际知名光学期刊上发表SCI论文50余篇。2017年获中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖，2019年获阿里达摩院青橙奖，2020年获国家优秀青年科学基金项目资助，2021年获OSA Kevin P. Thompson Optical Design Innovator Award。沈华，博士，南京理工大学教授、博士生导师。美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）访问学者。中国光学学会光学测试专业委员会秘书长，中国光学工程学会首届先进光学制造青年专家委员会常务委员。江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人、江苏省“333高层次人才工程”。长期致力于高端激光精密制造与检测成像技术的创新研究工作，主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、军委装发预研重点项目、江苏省重点研发计划等高层次项目20余项。获得国防科学技术发明二等奖1项、教育部科学技术发明二等奖1项、2019年度中国光学领域“十大社会影响力事件”、中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖项目指导教师、江苏省优秀本科毕业设计指导教师。现任国家卓越期刊《Chinese Optics Letters》期刊编委、中国激光杂志社首届青年编委会委员。八、光学自由曲面设计与检测培训提纲第一部分 光学自由曲面简介1.1 光学自由曲面的研究进展及历史1.2 光学自由曲面元件的设计与检测技术1.3 光学自由曲面元件的制造技术第二部分 非成像自由曲面的设计技术及案例2.1 非成像光学基本概念及原理2.2 太阳能光伏中的自由曲面设计简介2.3 自由曲面照明光束调控技术2.4 自由曲面LED照明及激光束整形设计案例第三部分 成像自由曲面的设计技术及案例3.1 光学自由曲面成像系统的结构选型3.2 光学自由曲面成像系统的设计方法3.3光学自由曲面成像系统的性能评价方法3.4光学自由曲面成像系统的装调与标定 第四部分 自由曲面的检测技术及案例4.1 自由曲面检测的特点与难点4.2 接触式自由曲面检测技术及典型案例4.3 基于计算全息的自由曲面检测技术及典型案例4.4 基于倾斜波面干涉术的自由曲面检测及典型案例九、报名人员要求：基础知识要求：参与培训人员需要经过基本的物理学和光学基础知识训练。名额有限，报名从速。1000元/人同时报名两门课程或者同一单位2人以上报名，可以享受9折优惠1.在线支付：线上报名完成后，可跳转到在线支付页面，选择“支付宝”在线完成支付。2.汇款转账：开户银行：工行北京科技园支行户名：中国光学工程学会账号：0200296409200177730费用包含培训、教材、发票、证书和餐费，其他费用自理，开具“培训费”发票报名网址：https://b2b.csoe.org.cn/registration/YSAOM2022SC.html十、同期活动：2022年先进光学制造技术及应用国际会议暨第二届国际先进光学制造青年科学家论坛https://b2b.csoe.org.cn/meeting/YSAOM2022.html十一、协议酒店：会议酒店：长春国际会展中心大饭店（吉林省长春市经济技术开发区会展大街100号）酒店预订方式：陈经理（18166846117）可享受会议价标间（双早）：318元/天和298元/天十二、联系人：王海明 中国光学工程学会电话：022-59013420邮箱：wanghaiming@csoe.org.cn刘兴旺 中国光学工程学会电话：022- 58168885邮箱：liuxingwang@csoe.org.cn

近日，中国科大微观磁共振实验室杜江峰、石发展等与生命科学与医学部魏海明等老师合作，在金刚石氮-空位色心量子精密测量技术的生物医学应用方面取得重要进展，首次建立了肿瘤组织免疫磁显微成像技术，实现了组织水平微米分辨率的磁成像，其具有高稳定性、低背景和肿瘤标志物绝对定量的优势，同时实现了磁和光的多模态成像。相关研究成果于2022年1月26日以“Immunomagnetic microscopy of tumor tissues using quantum sensors in diamond”为题发表在《美国国家科学院院刊》上[Proc Natl Acad Sci U S A 119(5), e2118876119 (2022)]。癌症是目前导致人类死亡最多的疾病之一，对癌症分子机理的研究和临床早期精确诊断是有效治疗的基础。而对肿瘤在组织水平的成像是癌症研究和临床诊断的关键一环，尤其是在癌症的诊断中，虽然有各种医学影像方法，但病理组织检测仍然是癌症确诊的“金标准”。因此，对组织病理学方法的发展具有重要生物学和临床意义。现行主流的病理组织成像方法包括H&E染色、免疫组化和免疫荧光等，以光学成像为主，它们容易受到光学背景强、信号不稳定、定量不准确和不同光学方法不能共用等问题的影响，进而影响组织病理检测的精准性。图1 肿瘤组织免疫磁显微技术的装置与原理磁共振成像（MRI）有望解决光学成像的上述不足，然而，传统MRI受限于低灵敏度和低空间分辨率，很难应用于组织水平微米分辨率的成像。在本工作中，研究团队利用近年发展起来的一种新兴量子磁传感器——金刚石中的氮-空位色心（NV色心，一种金刚石单晶中的原子缺陷），自主建立宽场磁成像装备，结合量子精密测量与免疫磁标记技术，实现了微米分辨率的肿瘤组织磁成像，并用于肺癌等的检测。具体而言，研究团队首先发展了组织水平的免疫磁标记方法，通过抗原-抗体的特异性识别，将20 nm直径超顺磁颗粒特异标记在肿瘤组织中的PD-L1等靶蛋白分子上，接着将组织样品紧密贴附在金刚石表面，然后利用金刚石中分布在近表面约百纳米的一层NV色心作为二维量子磁传感器，在400 nm分辨率的磁显微镜上进行磁场成像（图1），在毫米级的视野范围里达到微米级空间分辨率，最后通过深度学习模型重构磁场对应的磁矩分布，为定量分析提供基础（图2）。图2 肺癌组织的微米分辨率磁成像本研究的新方法主要有四个优点：1、绝对磁定量。磁成像的信号来自相同大小纳米磁颗粒的局域磁场，具有可绝对定量的量纲，所以通过磁场强度的计算能实现绝对定量（图2B），准确性高。2、能避免背景信号的干扰。生物样本自身一般都没有磁场背景，而磁成像方法的频谱测量方式能有效抵抗组织中的自发荧光的影响，所以能提供纯粹的肿瘤标志物信息和很高的图像对比度（普遍比荧光方法高5倍以上），同时贡献于定量的准确性。3、磁信号的高稳定性。磁标记好的生物样品在室温大气环境下放置一年半后，检测发现磁场信号的分布和强度都没什么变化，这方便了临床样品的长期保存和重复检测。4、磁和光多模态成像。磁和光是两个不同的物理量，该研究中的磁成像可以与传统光学成像联用，实现对同一组织切片的形态特征和肿瘤标志物的检测，这对分析肿瘤的微环境和异质性具有重要意义。除了肿瘤组织，该研究的微观磁成像技术也可以用于其它生物组织，开展免疫与炎症、神经退行性疾病、心血管疾病、生物磁感应、磁共振造影剂、磁靶向递送等领域的组织水平研究和临床诊断，尤其对于含有光学背景、光透过差和需要量化分析的生物组织具有独特优势。该工作是杜江峰院士团队继实现单分子磁共振谱学[Science 347, 1135 (2015) Nature Methods, 15, 697 (2018)]和10nm级分辨率细胞磁成像[Sci. Adv. 5, eaau8038 (2019)]之后，将基于金刚石NV色心的量子精密测量技术交叉应用于生物医学领域的又一次成功尝试，对癌症的研究和临床诊断都有重要意义。实验室特任副研究员陈三友、博士生李万和和魏海明教授课题组郑小虎特任教授为该论文的共同第一作者，杜江峰院士和石发展教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中国科学院、安徽省和中国科大新医学联合基金的资助。

金相切割耗材中特别常用就是金刚石金相切割片，精密切割离不开的金刚石切割片，任何材料的金相精密切割几乎都适用。但，金刚石金相切割片除了孔径、外圆直径、厚度和硬度这些参数外，还有一项参数很少被提到，我们实验室都称其为“肉眼看不到的秘密”，你能猜吗？对，指的就是金刚石浓度！话说金刚石切割片的金刚石浓度是有高、低之分的，而且高浓度的金刚石切割片与低浓度的金刚石切割片，在性能和应用上是有区别的，可脉检测小编给大家唠叨唠叨。金刚石浓度：是指在金刚石切割片的刀刃材料中，单位体积内金刚石颗粒所占比例和分布情况。具体是指金刚石切割片刀刃部分中金刚石的含量，定义为：浓度100=每厘米层体积4.4克拉（颗粒+基体）。金刚石金相切割片标准的金刚石浓度范围为8~135的范围。不同金刚石浓度的金相切割片，适用于不同的材料切割，而且价格也不一样的。选择恰当浓度的金刚石切割片能发挥更好的切割能力，并使制样更经济。不同浓度金刚石切割片的选择：通常，金相工程师会根据被切割材料的物理性能、硬度、切割速度、样品尺寸以及使用的切割冷却液等因素来选择。通常这样选择：对于聚合物、橡胶和塑料等较软的耐磨性材料，选择浓度较高的金刚石切割片。值得注意的是，由于金刚石浓度对切割速度是有影响的，因此，在切割以上这些材料时，要适当降低切割速度，才能达到理想的切割效果，并保证切割片的使用寿命。对于陶瓷、玻璃等硬脆性材料，则选择浓度较低的金刚石切割片，既经济又能提高切割效率。了解了这些，金刚石金相切割片肉眼看不见的秘密就不是秘密了。使用低浓度金刚石切割片对陶瓷、玻璃、硅、碳化物、蓝宝石以及其它相关的半导体和光学材料进行精密切割取样；使用高浓度金刚石切割片对不锈钢、铝、钛等金属和PCB电路板等进行精密切割取样。对于生产、研发和教学来说，都是不错的选择。以上经验来自于可脉检测工程师的分享，希望能给您的工作带来一些帮助，欢迎联系可脉检测工程师，共同探讨更多制样方法。

金相切割片中金刚石切割片是金相精密切割的主要刀具之一，种类和型号非常多。有树脂基和金属基；有不同的硬度；有孔径12.7mm、32mm的；外圆直径从3in到10in，甚至还有更大的。除了以上这些技术参数外，还有一个经常被忽略的技术参数——金刚石浓度。金刚石金相切割片，金刚石浓度是有不同的，低浓度和高浓度的金刚石切割片在性能和应用上是有区别的，给大家简要介绍一下。概括说金刚石切割片中金刚石浓度为：通常情况下，单位体积的金刚石切割片刀刃内，金刚石微粒所占的比例和分布形态，称之为浓度。由于金刚石自身的性能和价格因素影响，因此，浓度高低直接影响到金刚石切割片的切削性能和价格。准确说，金刚石切割片中金刚石浓度：是指金刚石成分在刀刃部分的含量，浓度100=每厘米层体积4.4克拉（颗粒+基体）。根据这个定义计算，得出金刚石的浓度从8到135不等。金刚石金相切割片的切割性能，适用范围和使用寿命都和金刚石浓度有直接关系。在应用中，需要根据被切割材料、基体类型和硬度，切割机的转速，以及使用的冷却液等因素，恰当的选择适用浓度的金刚石切割片不仅可以充分发挥精密切割机的切割能力，还能轻松获得被切割样品良好的切割截面。应用的基本原则是：● 低浓度金刚石切割片用来切割陶瓷、玻璃、碳化物、蓝宝石、硅及半导体和光学材料等硬脆性材料。● 高浓度金刚石切割片用来切割金属和复合材料，如：铝、钛、PCB电路板等软的材料。美国QMAXIS（可脉）的金刚石金相切割片，每一种型号的金刚石切割片都针对所适用的材料而匹配更佳的金刚石浓度，满足精密切割的快速、准确和长的使用寿命要求，使之成为金相切割的精工之选。了解不同金刚石浓度的金相切割片在应用上的这些区别，就能帮助我们恰当的选择切割片，助力更好的金相切割取样工作。如您在工作中遇到相关问题，欢迎随时联系可脉检测工程师咨询。

NV色心凭借其优良的量子相干时间和稳定的化学性质，成为量子计算机、量子传感器的理想载体，也是近年来国际上的研究热点，众多实验研究组利用NV色心发表了重要的研究成果。金刚石量子计算教学机就是一台基于 NV 色心的以自旋磁共振为原理的量子计算教学设备。该设备是一款能够在室温大气条件下运行的真实量子计算机，无需低温真空环境使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，搭配课程讲义、教学视频与教学PPT等全套教学服务，都能轻松进行量子力学与量子计算等实验教学。教学机由微波模块、光学模块、数采模块、脉冲控制模块、磁铁模块等组成，丰富的硬件让教学机能具备支持如量子精密测量、光探测磁共振等更多教学内容的拓展开发。教学机源自于众多优秀的科研成果，这让它同时也是一款培养学生科学素养和科研基础的教学设备。面向大众面向教学的金刚石量子计算教学机Diamond I, 是一台针对教学设计的高性价比教学仪器，可配合物理、电子工程、精密仪器等相关专业开设教学实验课程，搭建先进教学示范平台。产品功能：量子计算教学l 量子比特l 量子逻辑门操作l 量子算法量子力学基本概念教学l 量子态l 量子态演化l 电子自旋更多功能l 磁共振教学等欢迎下载样本了解更多产品详情。创新点：金刚石量子计算教学机，是国仪量子响应国家建设量子科技强国战略，满足高等院校对量子计算前沿实验教学的需求，自主研发的全球首台面向大众用于量子计算的实验教学仪器。教学机基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理，通过控制激光、微波、磁场等物理量，对NV色心的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算功能。仪器实验内容涵盖了量子比特、量子逻辑门、量子退相干、量子算法等一系列量子计算基本知识，可配合高等院校大学物理、近代物理、量子信息科学等专业开设教学实验课程，搭建先进教学示范平台。金刚石量子计算教学机

中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在金刚石量子器件制备方向取得重要进展，发展了一种全新的基于自对准的光子学器件制备加工技术，可将氮-空位色心这一原子级量子传感器以纳米级精度加工到金刚石器件最佳工作位置，实现接近最优光学探测性能的量子传感器阵列。这项研究成果以“Self-aligned patterning technique for fabricating high-performance diamond sensor arrays with nanoscale precision”为题发表在《科学进展》[Sci. Adv.8, eabn9573 (2022)]上。金刚石，俗称“钻石”，具有高硬度、高稳定性、高透光性、高热导率以及超高的禁带宽度等优异的物理化学性质，在超精密加工、光学材料以及半导体电子器件等工业领域有着广泛的应用。近十多年来，科学家发现金刚石中一种可以发光的原子尺度晶格缺陷--氮-空位色心（简称NV色心）具有极大的量子应用前景，让存在缺陷的不“完美”金刚石变得在实用性上更加“完美”。NV色心不仅可以以纳米空间分辨率对电磁场、压力等多种物理量在室温大气乃至极端环境下进行精密测量，也可以建立多体量子纠缠，用于研究量子信息等基础问题，在前沿基础科学、高科技产业等领域有重大应用价值。图1：制备技术方法示意图。制备高性能金刚石量子器件是金刚石量子信息技术实用化的关键技术。以金刚石量子传感器为例，其原理是利用器件内的NV色心将外界的微弱物理信号转换为自身荧光强度信号来进行探测，因此在不牺牲其他物理性质前提下，提高NV色心光子计数率是提升传感器性能的一个关键指标。在过去几年中，人们积极致力于开发用于提高NV色心荧光强度的金刚石微纳米光子学结构，例如固体浸没透镜、柱形波导、圆形牛眼光栅、抛物面反射器、倒置纳米锥等。但目前传统的制备技术无法精确控制微纳米结构中NV色心位置，导致器件制备效率低下，性能难以达到预期(图2(a))，其主要原因是NV色心制备工艺和金刚石结构刻蚀工艺之间的对准难题(图1左)。通常这一对准精度需要优于20纳米，方能达到光学器件理论上最优的光学性能。图2：器件制造效果展示。（a）传统工艺制造器件光学计数率分布；（b）自对准工艺制造器件光学计数率分布；（c）金刚石纳米柱传感阵列电镜照片；（d）单个NV色心荧光饱和曲线测试。针对以上难题，本工作研究团队发展了一种基于自对准策略的光子学器件加工技术，通过双层掩膜图形化工艺设计实现生成NV色心所需的氮离子注入工艺和金刚石结构刻蚀工艺的自对准，精度可以达到15纳米(图1右)。使用该技术，研究团队实现了高性能金刚石纳米柱传感阵列的制造，该纳米柱传感器可用于生物传感、纳米级磁性材料成像等前沿应用。与传统制造技术相比，器件显示出高度一致且最优的光子计数率以及接近理论预期的器件产率。通过金刚石晶体取向进一步控制荧光发射偶极方向，团队最终实现单个NV色心饱和光子计数率达到~4.34Mcps，荧光强度提升大约20倍(图2)。该方法具有可工程化、简单且高精度的特点，不仅可批量化制备高性能金刚石量子传感器，对金刚石量子技术实用化具有重要意义,还可以应用于碳化硅、稀土离子等其他固态量子体系。相关技术与器件已申请国际专利进行保护。中科院微观磁共振重点实验室特任副研究员王孟祺为该论文的第一作者，杜江峰院士、王亚教授为共同通讯作者。该研究得到了科技部、中科院、国家自然科学基金委和安徽省的资助。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn9573

近日，西安交通大学材料学院单智伟教授团队与材料创新设计中心团队合作，研究发现数十、甚至百纳米级别的金刚石颗粒可以在远低于钢铁熔点的温度下，以颗粒而非单个原子的形式，自驱动地进入钢铁晶体内部并且持续向内“行走”，最大行程可达数毫米且主体部分始终保持金刚石晶体结构。关于这一发现及其背后的物理机制的文章，以《纳米金刚石颗粒在铁晶体内部中的运动》（“Inward motion of diamond nanoparticles inside an iron crystal”）为题发表在《自然通讯》杂志上。西安交通大学为该工作的第一作者单位和唯一通讯单位，西安交通大学王悦存副教授、王旭东博士、丁俊教授为共同第一作者；西安交通大学单智伟教授和马恩教授为本文通讯作者；为该研究作出重要贡献的还有美国麻省理工学院李巨教授、西安交通大学张伟教授、沈阳理工大学段占强教授、贾春德教授和西安交通大学的梁倍铭硕士、黄龙超博士，范传伟工程师及博士研究生徐伟、刘章、郑芮，硕士研究生左玲玲等。该研究得到了国家自然科学基金委、西安交大青年拔尖人才计划、西安交通大学王宽诚青年学者等项目的支持。钢铁渗碳的历史可以追溯到两千年多年前，其主要过程是：外界碳源（固/液/气）在高温下分解为活性碳原子并逐渐渗入进钢铁，从而使低碳钢工件拥有高碳表面，再经淬火、回火处理，获得高硬度、高耐磨的表面。传统认知中，渗碳所用的碳源必须要先分解成活性碳原子，然后才能在浓度梯度驱动下，以单个原子的形式扩散进入铁晶格并间隙固溶其中，过饱和后以碳化物或石墨的形式析出。然而，进入的碳无法以最理想的强化相——金刚石出现。由此引发了一个科学上的创新思考：金刚石小颗粒有没有可能整体进入钢铁晶体中，并且保留金刚石结构。为验证这一大胆设想，研究团队以金刚石纳米颗粒和高纯铁及低碳钢为对象（图1a, b），利用原位透射电子显微镜对加热过程中金刚石纳米颗粒的运动过程进行实时观察：当表面附着有金刚石颗粒的钢铁被加热到一定温度后，其表面氧化膜首先发生分解，暴露出新鲜的铁原子。然后这些铁原子迅速向上扩散覆盖金刚石颗粒的表面，金刚石颗粒在毛细应力驱动下被快速“吞没”进钢铁基底中。冷却至室温后观察发现：金刚石颗粒不仅能够大量进入到钢铁内部（图1c），并且沉入深度可达到纳米金刚石颗粒自身尺寸的数千倍以上（毫米级）。图1d示意了整个进入过程。结合第一性原理计算、蒙特卡洛模拟及多维度表征，进一步揭示了纳米金刚石颗粒在钢铁晶体内部运动的微观机制：在铁的催化作用下，金刚石颗粒表面发生石墨化并部分溶解，在钢铁基底中及纳米金刚石颗粒周围分别形成长程和局部的碳浓度暨化学势梯度。在与此伴生的铁化学势梯度驱动下，金刚石周围的铁沿着金刚石和铁基底的界面不断上涌并形成一个向下局部应力，“推动”着金刚石向下前进。铁原子在金刚石颗粒表面的石墨层内的界面扩散，恰好为其远程迁移提供了快速通道（铁原子沿此通道向上迁移的速率得以高于铁晶格中碳原子向下运动的速率）。图1 （a）研究中所用的纳米金刚石粉的透射电镜表征；（b）纳米金刚石颗粒进入纯铁基底中的原位扫描观察；（c）纳米金刚石颗粒在铁内部的透射表征；（d）纳米金刚石自驱动进入钢铁基底的全过程及原理示意。由于纳米金刚石具有超高强度、热导率、化学稳定性与低热膨胀系数、低摩擦系数、超高等特点，是一种理想的金属强化粒子。基于上述发现，将纳米金刚石渗入进钢铁材料中，形成钢铁和金刚石的梯度复合材料，有可能大幅改善钢铁的表面性能，如硬度、导热性和耐磨性等。中国是最大的人造金刚石制造国，生产了世界上90%以上的人造金刚石，其中作为副产品的纳米金刚石粉的价格仅为~2000元/公斤。初步估算显示1公斤纳米金刚石粉能处理10吨的钢材（形成mm级的硬化层）。中国的钢铁年产量超过10亿吨，占世界总产量的一半以上，同时，中国也是钢铁的最大使用国，应用需求非常旺盛。该研究为钢铁材料的表面强化提供了新的思路和方法。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48692-5#citeas

p style="text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 15px "4月16日，全球首款金刚石量子计算教学机在无锡发布。这是由我国自主开发出的面向大众的量子计算装置，颠覆性地突破了现有量子计算教育方式，可有效促进量子工程师和交叉应用型人才的培养。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 15px "记者了解到，量子计算机是根据量子物理学来构建的计算机，能够完成当前的经典计算机无法解决的信息处理和存储任务。当前，国内外都在布局量子产业，也急需培养量子人才。然而，现有的量子计算机需要低温，且体积大，走向大众还有较远的距离，应用也受限制。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 15px "由国仪量子（合肥）技术有限公司开发的首款金刚石量子计算教学机，外形方正，可以在常温大气下运行。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 15px "无锡量子感知研究所相关专家介绍，金刚石量子计算教学机研发以基于NV色心的自旋磁共振为原理，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮-空位（NV色心）发光缺陷的自旋进行量子操控和读出，从而进行量子算法等量子计算基本功能的教学，可配合物理、电子工程、精密仪器等开设教学实验课程，可以进行量子比特演示、量子逻辑门操作、量子叠加态演化和经典量子算法演示。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 15px "值得一提的是，基于该产品，研制团队还设计了“量子计算实验课堂整体解决方案”，包含实验室建设方案等，能够协助学校探索人才培养模式，帮助老师们构建完整全面的教学体系，提供讲义、视频、课件，进行师资培训等，提供全方位、全过程的辅助教学。/ppbr//p

金刚石微粉是指粒度细于54微米的金刚石颗粒，有单晶金刚石微粉和多晶金刚石微粉。由于单晶金刚石微粉产量大，应用领域广，行业内一般将金刚石微粉专指单晶金刚石微粉，单晶金刚石微粉是由静压法人造金刚石单晶磨粒，经过粉碎、整形处理，采用超硬材料特殊的工艺方法生产。金刚石微粉硬度高、耐磨性好，可广泛用于切削、磨削、钻探、抛光等。是研磨抛光硬质合金、陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬度材料的理想原料。随着科学技术的发展和进步，市场对金刚石微粉的需求量越来越大，对质量要求也越来越高。对于金刚石微粉来说，影响质量的因素有颗粒强度(品级)、粒度组成、颗粒形状、杂质含量等因素。对于微粉的粒度组成、颗粒形状、杂质含量等项目，均有比较成熟的检验方法，但对于微粉的颗粒强度(品级)没有方法对其进行检验。目前控制金刚石微粉品级的方法，只能是通过控制单晶金刚石原材料的品级，来控制微粉的品级。一旦单晶金刚石颗粒被做成微粉，就没有任何方法对其品级进行检验了。这给微粉的生产单位和使用单位的质量控制都带来非常大的麻烦和不确定性。金刚石微粉品质鉴定的难点使得交易不具备标准化。随着金刚石粉交易量逐年增长，品质鉴定需求正变得愈加迫切。拉曼光谱作为分子光谱技术,具有直接给出分子信息、谱图信息丰富、非接触无损检测、样品需求量少、灵敏度高等检测优势，厦门大学直属企业普识纳米，通过拉曼光谱法已经实现了金刚石粉品质鉴定的初步能力。近期我们对金刚石粉样品进行拉曼光谱分析，采用 532nm 波长的拉曼光谱仪检测 A-J 共计 10 个金刚石粉末样本，由下图可看出金刚石微粉拉曼图谱在1351cm-1附近、3130cm-1附近有两个明显的拉曼特征峰。利用与厦门大学共同开发的数学模型和计算方法进行计算，可鉴定出金刚石的品级。图 1 金刚石粉末样本拉曼谱图通过分析我们对10个样本进行归类，如下图，可将样品分为两类。其中编号1-10分别对应样本编号 A-J.图 2 主成分分析结果分类从图2 主成分分析结果我们可以看出，1-3-4-9归属一类，2-5-6-7-8-10归属一类。与单晶金刚石原材料的品级数据一致。普识纳米拉曼光谱检测方案是一种科学、有效、快速、无损的检测方法。该方案能够准确检测金刚石微粉的品级，实现了对金刚石微粉质量的控制；为金刚石微粉生产和应用企业的质量检验与控制提供了一种科学有效地检验方法。【相关产品】普识纳米PERS-RZ15系列科研型拉曼光谱仪（532nm）适用于对原材料的筛选、现场检测、石墨烯合成反应、生物医疗、体外诊断及物质分析鉴定等场景；对金刚石粉的检测结果客观准确，助力生产和应用企业对金刚石微粉的质量控制。

一提到金刚石这个词想必大家都不陌生了，今天要说的也是金刚石家族的一个成员——金刚石薄膜。什么是金刚石薄膜？金刚石薄膜是20世纪80年代中后期迅速发展的一种优良的人工制备材料。通常以甲烷、乙炔等碳氢化合物为原料，用热灯丝裂解、微波等离子体气相淀积、电子束离子束轰击镀膜等技术，在硅、碳化硅、碳化钨、氧化铝、石英、玻璃、钼、钨、钽等各种基板上反应生长而成。几乎透明的金刚石薄膜（图片来源：网络）集诸多优点于一身的金刚石薄膜，它不仅具有金刚石的硬度，还有良好的导热性、良好的从紫外到红外的光学透明性以及高度的化学稳定性。在半导体、光学、航天航空工业和大规模集成电路等领域拥有广泛的应用前景。至今为止，已在硬质切削刀具、X射线窗口材料、贵重软质物质保护涂层等应用中具有出色的表现。随着金刚石薄膜的研发需求和生产规模不断壮大，是否有一套可靠的表征方法呢？当然有！拉曼光谱用于碳材料的分析已有四十多年，时至今日也形成了很多比较完善的理论。对于不同形式的碳材料，如金刚石、石墨、富勒烯等，其拉曼光谱具有明显的特征谱线差异。此外，拉曼光谱测试是非破坏性的，对样品没有太多要求，不需要前处理过程，可以直接检测片状、固体、微粉、薄膜等各种形态的样品。金刚石薄膜的应力值是非常重要的质量指标。金刚石薄膜和基体之间热膨胀的差异以及其他效应（如点阵错配、晶粒边界的成键和薄膜生长过程中的成键变化等）导致了生长后的薄膜存在残余应力。典型可见光激光激发的拉曼光谱在1000-2000cm-1包含了金刚石薄膜的应力信息。对于较小的应力，拉曼谱图表现为偏离本征频率的一个单峰，并且谱峰会变宽。在高达140GPa的压力下，拉曼位移甚至能够偏移到1650cm-1，与此同时线宽增加了2cm-1。下图是安东帕Cora5001拉曼光谱仪检测的一张典型的非有意掺杂的金刚石薄膜的拉曼谱图。图中可以发现，除了位于1332cm-1的一阶拉曼谱线以外，也能够观测到其他很多拉曼谱峰，典型谱峰的位置和指认如表1中所示。Cora 5001系列拉曼光谱仪在金刚石材料的检测中具备很大优势：碳材料分析模式：智能分析软件中的Carbon Analysis Model可以自动进行寻峰、进行峰形拟合，再计算碳材料特征拉曼峰的信息。一级激光：金刚石材料的拉曼检测多使用532nm激发，有时也需要使用785nm激光激发，Cora5001可以做到一级激光的安全性能。自动聚焦：Cora5001 （Direct）样品仓室内配置了自动聚焦调整样品台，根据仪器自带的聚焦算法可以轻松实现聚焦，使拉曼测试变得简单便捷。双波长可选：金刚石家族的拉曼光谱与入射激光波长密切相关，多一种波长选择也许会得到不同的信息，这为信息互补提供必要条件。“双波长拉曼”每个波长都配置独立的光谱系统，只需按一下按键即可从一个波长轻松切换到另一个波长，无需额外调整样品。

金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案金刚石从4000年前，印度首次开采以来，金刚石在人类历史上一直扮演着比其他材料引人注意的角色，几个世纪以来，诚勿论加之其因稀缺而作为财富和声望象征属性。单就一系列非凡的物理特性，例如：已知最硬的材料，在室温下具有最高的热导率，宽的透光范围，最坚硬的材料，可压缩性最小，并且对大多数物质是化学惰性，就足以使得其备受推崇，所以金刚石常常被有时被称为“终极工程材料”也不那么为人惊讶了。一些金刚石的物理特性解决金刚石的稀缺性的工业方案：金刚石的化学气相沉积（CVD）高温高压但是因为大型天然钻石的成本和稀缺性，金刚石的工业化应用一致非常困难。200 年前，人们就知道钻石是仅由碳组成（Tennant 1797），并且进行了许多尝试以人工合成金刚石，作为金刚石在自然界中最常见的同素异构体之一的石墨，被尝试用于人造金刚石合成。虽然结果确被证明其过程是非常困难因为石墨和金刚石虽然标准焓仅相差 2.9 kJ mol-1 （Bundy 1980），但因为一个大的活化势垒将两相隔开，阻止了石墨和金刚石在室温和大气下相互转化。有趣的是，这种使金刚石如此稀有的巨大能量屏障也是金刚石之所以成为金刚石的原因。但是终究在1992年，一项称之为HPHT（high-pressure high-temperature）生长技术的出现，并随着通用电气发布为几十年来一直用于生产工业金刚石的标准技术。在这个过程中，石墨在液压机中被压缩到数万个大气压，在合适的金属催化剂存在下加热到 2000 K 以上，直到金刚石结晶。由此产生的金刚石晶体用于广泛的工业过程，利用金刚石的硬度和耐磨性能，例如切割和加工机械部件，以及用于光学的抛光和研磨。高温高压法的缺点是它只能生产出纳米级到毫米级的单晶金刚石，这限制了它的应用范围。直到金刚石的化学气相沉积（CVD）生产方法以及金刚石薄膜的出现，该金刚石的形式可以允许其更多的最高级特性被利用。金刚石的化学气相沉积（CVD）生产方法相比起HPHT 复制自然界金刚石产生的环境和方法，化学气相沉积选择将碳原子一次一个地添加到初始模板中，从而产生四面体键合碳网络结果。化学气相沉法，顾名思义，其主要涉及在固体表面上方发生的气相化学反应，从而导致沉积到该表面上。下图展示了一些比较常见的制备方法金刚石薄膜一旦单个金刚石微晶在表面成核，就会在三个维度上进行生长，直到晶体聚结。而形成了连续的薄膜后，生长方向就会会限定会向上生长。因此得到的薄膜是具有许多晶界和缺陷的多晶产品，并呈现出从衬底向上延伸的柱状结构。不过，随着薄膜变厚，晶体尺寸增加，而缺陷和晶界的数量减少。这意味着较厚薄膜的外层通常比初始形核层的质量要好得多。下文中会提到的在金刚石薄膜用作热管理散热器件时，通常将薄膜与其基材分离，最底部的 50-100 um 是通过机械抛光去除。尽管如此，在 CVD 过程中获得的金刚石薄膜的表面形态主要取决于各种工艺条件，导致其性能表现个不一致，相差很大。这也为作为散热应用中的一些参数测量，例如热导率等带来了很大挑战。金刚石薄膜的热管理应用金刚石薄膜在作为散热热管理材料应用时，有着出色的前景，与此同时也伴随着巨大挑战。一方面，而在热学方面，金刚石具有目前所知的天然物质中最高的热导率（1000~2000Ｗ/(mK )），比碳化硅（SiC）大4倍，比硅（Si）大13倍，比砷化稼（GaAs）大43倍，是铜和银的4~5倍，目前金刚石热沉片大有可为。下图展示了常见材料和金刚石材料的热导率参数：另一方面，但人造金刚石薄膜的性能表现，往往远远低于这一高水平。并且就日常表现而言，现代大功率电子和光电器件（5G应用，半导体芯片散热等）由于在小面积内产生大量热量而面临严重的冷却问题。为了快速制冷，往往需要一些高导热性材料制成的散热片/散热涂层发热端和冷却端（散热器，风扇，热沉等等）CVD 金刚石在很宽的温度范围内具有远优于铜的导热率，而且它还具电绝缘的优势。早在1996年沃纳等人就在可以使用导热率约为 2 W mm-1 K-1 的大面积 CVD 金刚石板用于各种热管理应用。 包括用于集成电路的基板（Boudreaux 1995），用于高功率激光二极管的散热器（Troy 1992），甚至作为多芯片模块的基板材料（Lu 1993）。从而使得器件更高的速度运行，因为设备可以更紧密地安置而不会过热。 并且设备可靠性也有望提高，因为对于给定的器件，安装在金刚石上时合流合度会更低。比起现在流行的石墨烯，金刚石也有着其独特优势。飞秒高速热反射测量（FSTR）在CVD金刚石薄膜热学测量中的应用挑战金刚石薄膜的热导率表征不是一个简单的问题，特别是在膜层厚度很薄的情况下美国国防部高级研究计划局（DARPA）的电子热管理金刚石薄膜热传输项目曾经将将来自五所大学的研究人员聚集在一起，全面描述CVD金刚石薄膜的热传输和材料特性，以便更好地进一步改善热传输特性，可见其在应用端处理优化之挑战。而这其中，用于特殊需求材料热导率测量的飞秒高速热反射测量（FSTR）（又叫飞秒时域热反射（TDTR）测试系统）发挥了极其重要的作用，它在精确测量通常具有高表面粗糙度的微米厚各向异性薄膜的热导率的研究，以及在某些情况下，CVD金刚石薄膜的热导率和热边界改善研究，使其对大功率电子器件的热管理应用根据吸引力的研究上发挥了决定性指导作用。常见的材料热学测试方法，包括闪光法（Laser Flash），3-Ω法，稳态四探针法，悬浮电加热法，拉曼热成像法，时域热反射法（TDTR）等。而对于CVD金刚石薄膜的热学测量，受限于在过程中可能需要多层解析、精细的空间分辨率、高精度分析，以及解析薄膜特性和界面的能力，飞秒高速热反射测量（FSTR）（又叫飞秒时域热反射（TDTR）测试系统）已成为为过去十年来最普遍采用的的热导率测量方法之一。飞秒高速热反射测量（FSTR）飞秒高速热反射测量（FSTR），也被称为飞秒时域热反射（TDTR）测量，被用于测量0.1 W/m-K至1000 W/m-K，甚至更到以上范围内的热导率系统适用于各种样品测量，如聚合物薄膜、超晶格、石墨烯界面、液体等。总的来说，飞秒高速热反射测量（FSTR）是一种泵-探针光热技术，使用超快激光加热样品，然后测量其在数ns内的温度响应。泵浦（加热）脉冲在一定频率的范围内进行调制，这不仅可以控制热量进入样品的深度，还可以使用锁定放大器提取具有更高信噪比的表面温度响应。探测光（温度感应）脉冲通过一个机械级，该机械级可以在0.1到数ns的范围内延迟探头相对于泵脉冲的到达，从而获取温度衰减曲线。如上文提到，因为生长特性，导致典型的金刚石样品是粗糙的、不均匀的和不同厚度特性的这就为飞秒高速热反射测量（FSTR）的CVD 金刚石薄膜热学测量带来了一些挑战。具体而言，粗糙表面会影响通过反射而来的探测光采集，且过于粗糙导致实际面型为非平面，这对理论热学传递建模分析也会引入额外误差，在某些情况下，可以对样品进行抛光以降低表面粗糙度，但仍必须处理薄膜的不均匀和各向性质差异。对于各向异性材料，存在 2D 和 3D 各向异性的精确解析解，但这使得热导率和热边界电阻的确定更加困难，并且具有额外的未知属性。即使样品中和传导层铝模之间总是存在未知的边界热阻，但是通常使用单个调制频率可以从样本中提取两个未知属性，这意味着在大多数情况下测量可以提取层热导率。然而，对于金刚石样品，样品内纵向和横向热导率是不同的，这意味着需要额外的测量来提取这两种特性；这可以通过改变一些系统参数来实现校正，参见系统参数描述（详情联系请上海昊量光电）。另一个困难是确定金刚石 CVD 的热容量，根据生长质量和样品中存在的非金刚石碳（NDC）的数量，生长出来的金刚石的热容量值相差极大。在这种情况下对于5 um的金刚石薄膜，测量将完全穿透金刚石样品，抵达样品到下面的基底材料（上图不同情况下的金刚石薄膜TDTR测量分析手段将会有很大不同）这使得测量对金刚石-基底边界电阻也很敏感。这意味着测量可能总共有五个未知参数：1）铝膜-金刚石间边界热阻，2）金刚石内横向热导率，3）金刚石内纵向热导率，4）金刚石热容量，5）金刚石-基底材料间边界热阻即使结合一定分析处理手段，见设备说明（详情联系请上海昊量光电），准确提取所有未知参数也很困难。一些常见影响样品尺寸确认 测量相对于样本尺寸的采样量很重要；飞秒高速热反射测量（FSTR）通常是基于标准体材料传热建模，而现在一些测量的块体材料样品越来越小，对于高质量的单晶半导体，基于块体材料的传热模型分析假设是有效的，但是对于更多缺陷和异质材料，例如 CVD 金刚石，这个假设就只是一个近似值。纵向均匀性通常而言，金刚石生长过程中，颗粒梯度会非常大，这也可能会导致热导率梯度非常大。此外，非金刚石碳（NDC，non-diamond carbon）含量、晶粒尺寸或表面粗糙度的局部变化也可能影响热导率的局部测量。TDTR测量中，可以 通过控制调制频率，从而实现加热深度控制，从而实现采样深度控制（详细技术讨论联系请上海昊量光电）对于不同热导率样品和不同加热频率，测量薄膜中采样 可能从1-2 um 到 20 um 不等 （相对应的，薄膜厚度超过300微米）其他更多 挑战和技术细节，受限于篇幅，将在后续更新继续讨论，如您有兴趣就相关设备和技术问题进行交流，可联系上海昊量光电获取更多信息。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商，也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外，还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观，昊量光电坚持以诚信为基石，凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值，实现各方共赢！

如何让金刚石“听话”，像硅一样实现芯片的基本功能?哈尔滨工业大学与香港城市大学、麻省理工学院等单位合作，在金刚石单晶领域取得重大科研突破，首次通过纳米力学新方法，通过超大均匀的弹性应变调控，从根本上改变金刚石的能带结构，为实现下一代金刚石基微电子芯片提供了一种全新的方法。近日，该研究成果以“微纳金刚石单晶的超大均匀拉伸弹性”为题在线发表于国际著名学术期刊《科学》。该研究为弹性应变工程及单晶金刚石器件的应用提供基础性和颠覆性解决方案，展现了“应变金刚石”在光子学、电子学和量子信息技术中的巨大应用潜力。据哈工大韩杰才院士团队成员、论文作者之一、航天学院朱嘉琦教授介绍，2018年陆洋团队首次报道纳米级金刚石针可具有超大的弹性变形，局部弯曲弹性应变达到9%以上，提供了调节金刚石能带的另一种可能。但上述应变尝试往往局限于小样本体积内，而弯曲导致应变分布不均匀。本次研究在室温下对长度约1微米，宽度约100—300纳米的高质量单晶金刚石桥结构进行精细微加工，并在单轴拉伸载荷下实现了样品整体范围内均匀超大弹性应变。为展示应变金刚石器件概念，团队还加工并实现了微桥金刚石阵列的弹性应变。并进一步通过计算可实现单晶金刚石多达2eV的带隙降低，极其有利于微电子应用。本篇论文共同通讯作者分别为陆洋、李巨、朱嘉琦和Alice Hu。共同第一作者分别为党超群、Jyh-Pin Chou、代兵和Chang-Ti Chou。

9月17日电 9月16日，国家金刚石工具质量监督检测中心(筹)在湖北鄂州揭牌。　　国家金刚石工具质量监督检验中心(筹)是2006年湖北省质监局批准成立的省级专业检验机构，今年6月7日，国家质检总局同意筹建国家金刚石工具质量监督检验中心。该中心占地30亩，检测面积13000平方米，总投资3260万元，是服务鄂州金刚石特色产业的公共检测平台和科技创新平台。中心现有金刚石形貌分析系统、锯片锯齿结合强度测定仪、锯片回转强度试验机等各种金刚石工具专业检测设备137台套，由国内2名知名专家和共建方的8位博士以上专业技术人员组成专家团队，共有各类工程技术人员40人，设有金刚石单晶、金刚石圆锯片两大系列全部项目(参数)的检验能力，并取得金刚石圆锯片、金刚石精磨片、什锦锉等6种产品的检验能力和资质。　　按照“检验检测、技术研发、培训咨询和标准服务”四位一体的原则，中心先后与中国地质大学、中南大学(湖南)、国家磨料磨具磨削研究中心、鄂州新型材料研究所等科研院所联合共建，共同研发了多功能锯片切割性能测试系统、起草论证DB42/390-2006《金刚石圆锯片--安全要求》地方标准。　　金刚石质检中心筹建中心组已于9月7日根据国家质检总局及专家组意见，完善了批筹任务书，上报国家质检总局，标志着中心筹建工作正式启动。

北京高压科学研究中心研究员缑慧阳等在高温高压条件下合成了一种新形态的金刚石——次晶态金刚石，填补了非晶态结构和晶态结构之间原子排列尺度上的缺失环节，为深层次理解非晶态材料的复杂结构提供了密钥。该成果11月25日在线发表于《自然》。　　缑慧阳与合作者通过其在大腔体压机中发展的最新极端高压技术，在30GPa、1500~1600K的温压条件下，对富勒烯（C60）前驱体进行高温高压处理发现，压缩的富勒烯聚合转变成为一种高密度无序的sp3键合的碳。高分辨透射电子显微镜显示，样品中存在高密度且均匀分布的类晶体团簇（尺寸为0.5~1.0nm），其原子构型接近于立方和六方金刚石，且具有很高的晶格畸变，即次晶态金刚石。　　“模拟结果显示，次晶态金刚石和非晶态金刚石具有显著的结构差异。二者都不具有长程有序性，且在第一个配位原子层，次晶态金刚石和非晶态金刚石同时具有相似的有序性。然而，在中程尺度范围（2~5原子层），次晶态金刚石的有序性虽然在逐步降低，但远高于非晶态金刚石。”论文共同通讯作者、美国乔治梅森大学教授生红卫说。　　“这种次晶态的发现，在结构拓扑上链接了非晶态和晶态，对于揭示非晶态材料复杂的结构本质具有深远意义。”论文第一作者、北京高压科学研究中心博士唐虎告诉《中国科学报》，“次晶态金刚石的发现为碳材料家族增加了一种新的结构形态，它兼具优异的机械性能、热稳定性以及独特的光学特性，在高端技术领域和极端环境下具有重要的应用前景，有利于进一步开发新型类金刚石材料。”　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04122-w

近日，教育部发布《未来技术学院建设指南（试行）》，聚焦未来革命性、颠覆性技术人才需求，推动整体实力强、专业学科综合优势明显的高校，建设一批未来技术学院。《指南》中在建设任务部分特别指出了，要重视学生的全面成长，强化阅读量和阅读能力考查，丰富学生知识领域；强化现代信息技术与教育教学深度融合，探索混合现实、量子计算等新技术、新工具、新标准在教学中的深度应用。谷歌量子计算技术团队（图1）2020年多个发达国家纷纷发布量子技术发展战略，将量子科学人才培养作为重点发展方向。例如，2020年3月美国白宫开始启动中小学量子教育计划；日本今年也推出了量子技术研发战略，其用于量子技术研发的政府预算较去年翻了一番，还召集了国内多领域专家就确保和培养相关人才制定时间表，同时还编制了相关教材和教学计划。 金刚石量子计算教学机（图2）国仪量子于2019年发布的金刚石量子计算教学机可以为我国量子技术人才培育以及未来技术学院建设提供助力。该款教学产品是基于金刚石中NV色心，以自旋磁共振为原理的仪器，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算等功能的全球首款面向大众的量子计算教学仪器。实验操作现场（图3）金刚石量子计算教学机是一款能够在室温大气条件下运行的真实可感知的量子计算教学机，无需低温真空环境使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学与量子计算的实验教学。实验软件界面（图4）该产品具备可用于通用量子计算的两比特，可以进行量子比特演示、量子逻辑门操作、量子叠加态演化和经典量子算法演示。学生可以操作体验量子操控、量子算法，可以通过改变参数，观察量子系统的反应，从而直观形象的了解量子系统。基于该产品，国仪量子还设计并推出了“量子计算实验课堂整体解决方案”，整体解决方案中包括实验室建设方案、讲义、视频、课件和师资培训等。协助学校探索人才培养模式，帮助教师们构建完整全面的教学体系，提供全方位、全过程的辅助教学。深圳大学实验课程现场（图5） 目前该款产品已成功交付至多个国内高校，其中2019年10月和11月在深圳大学和南京大学已经分别成功开设基于金刚石量子计算教学机的量子计算实验课程。学生们普遍反馈通过这款教学机生动形象的实验课程学习，让他们更加深入理解了量子力学和量子计算的相关基础知识，课程的开设得到了学校师生的一致好评。依照新政策要求，这些基于金刚石量子计算教学机开设量子计算实验课程的高校已然在未来技术学院建设上领先一步。未来，国仪量子也将与包括南京大学、深圳大学等在内的国内各大高校院所共同努力、砥砺前行，为量子技术人才的培养与教育、为中国高科技的发展与创新、为量子技术科学强国做出更多贡献！注：部分信息及图片来源于网络，图2、3为2020年换代更新后的金刚石量子计算教学机

全国两会，既是中国政治生活中的一件大事，又连接着万千百姓的小日子。3月5日，备受瞩目的政府工作报告出炉，“量子信息”这一关键词被放在极其重要的位置。十三届全国人大四次会议在京开幕报告指出，过去五年，创新型国家建设成果丰硕，在载人航天、探月工程、深海工程、超级计算、量子信息等领域取得一批重大科技成果。这是“量子信息”首次出现在国务院政府工作报告中，奏响“科技自立自强”的最强音。而在近日教育部公布的2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的新增专业目录中，“量子信息科学”正式被列为本科专业。量子信息科学未来发展的重要性不言而喻！量子科技教育，离不开量子理论和实验的紧密结合。多年来，国仪量子面向全国高等院校提供实验课程解决方案，默默耕耘，形成金刚石量子计算教学机、量子计算云平台、量子光学实验平台等量子教育解决方案，助力高校推进量子信息学科建设，完善和创新学科教学内容、教学方法、教学手段。金刚石量子计算教学机金刚石量子计算教学机是国仪量子为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学，推出的全球首款、面向大众的基于金刚石中NV色心，以自旋磁共振为原理的设备，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算等功能的教学仪器。该仪器可以在室温大气下运行，无需低温真空环境，使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学和量子计算实验教学。不仅如此，金刚石量子计算教学机丰富的硬件模块支持学生动手搭建和调试，多功能的软件支持自定义脉冲序列编写。金刚石量子计算教学机可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课、近代物理实验课、量子信息科学专业课程的相关工作，方便教师展示教学，激发学生的兴趣和想象力，提高学科水平和教学质量。基于金刚石量子计算教学机，国仪量子可以提供包括实验室建设、教学讲义、教学视频、教学课件、示范课培训等量子计算教学相关的整体配套解决方案定制服务，让学校和老师们更轻松地开设相关实验课程。目前，国仪量子金刚石量子计算教学机已成功交付至多个国内高校，中国科学技术大学、南京大学、深圳大学、华中师范大学、上海大学、天津大学等几十所高校已开设实验课程并得到良好效果。量子计算云平台量子计算是一种基于叠加性、纠缠性、量子隧穿等量子力学效应的新型计算模式。与传统的数字计算相比，可以极大的减少计算时间和能量消耗，未来将在人工智能、网络安全、云计算、金融服务、化学模拟、生物制药等领域产生深度乃至颠覆性影响。国仪量子计算云平台是以量子计算为核心的云服务产品，能够提供适用于高校和科研院所的量子计算在线云服务。配套金刚石量子计算教学机使用，可以提供一套完整的量子计算实验课程方案。主要功能包括：（1）量子算法原理教学 包括量子克隆算法、Grover 搜索算法、 量子相位估计算法、Shor 算法等。（2）作业管理和课程考核 量子计算云平台提供实验课作业提交系统，方便作业管理和课程考核。（3）线上和网课教学 配套金刚石量子计算教学机，延伸量子计算实验课程。（4）算法编辑与结果展示 量子线路图编辑简单，算法运行结果以概率柱状图直观展示。量子光学实验平台量子光学是现代物理学中最重要的基础学科之一，也是当前发展极为迅速的学科，已被应用于许多重要的高新技术领域。量子光学实验平台是采用BBO参量下转换、单光子探测等技术，用于开展量子纠缠源制备与验证、量子随机数产生等基础物理实验，同时可支持单光子源产生探测等拓展研究实验的一体化平台。量子光学实验系统可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课，近代物理实验课，量子光学科学专业课程的相关工作，方便教师展示教学，激发学生的兴趣和想象力，提高学科水平和教学质量。《政府工作报告》掷地有声地指出，以“十年磨一剑”精神在关键核心领域实现重大突破。为了适应国家发展战略和区域经济社会发展需要，促进中国高等院校“双一流”建设，国仪量子将持续优化量子信息实验课程解决方案，助力“量子信息科学”专业等学科建设，为“第二次量子革命”培养更多生力军！延伸阅读 了解更多赞！天津大学量子计算实验课第一学期圆满收官

p　　美国能源部(DOE)伯克利劳伦斯国家实验室(Berkeley Lab)和加州大学(UC)伯克利分校的研究人员已经论证，金刚石可能是未来的核磁共振(NMR)和磁共振成像(MRI)技术的关键。/pp style="text-align: center "img title="kas.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/noimg/760533a0-5622-4746-9fa0-f2f7a09ace16.jpg"//pp　　Alex Pines的研究小组记录了第一块室温下任意磁场和晶体取向下，金刚石中碳-13原子核的原位NMR超极化。/pp　　Alexander Pines是伯克利实验室材料科学部和伯克利大学Glenn T. Seaborg化学教授席位的高级学院教授，在其主导的一项研究中，研究人员记录了第一块室温下任意磁场和晶体取向下，金刚石中碳-13原子核的原位NMR超极化。超极化的碳-13自旋信号显示NMR/MRI信号敏感度得到了相对于传统的NMR/MRI磁体在室温下通常可能的信号敏感度超出多个数量级的增强。此外，这种超极化是使用微波实现的，而不是依靠精确的磁场来进行超极化转移。/pp　　Pines是发表在《Nature Communications》上一篇关于本研究的论文的通讯作者。该论文的标题是《金刚石中光泵浦氮空位中心的室温原位原子核自旋超极化》。Pines研究小组的一位成员JonathanKing是该文的第一作者。/pp　　作者报告，观察到了百分之六的体原子核自旋极化，这是一个比热平衡大170000倍左右的核磁共振信号增强。超极化自旋信号可以通过标准NMR探针进行原位检测，不需要来回移动样品或者精确的晶体取向。作者认为这种新的超极化技术应该可以使在室温条件下对固体和液体的核磁共振研究的灵敏度得到数量级上的增强。/pp　　“我们的研究结果代表了一个与Weizmann科学研究所的Lucio Frydman和其同事在其开创性实验中得到的结果相当的核磁共振信号增强，但是是在金刚石中通过微波诱导动态原子核超极化，不需要精确控制磁场和晶体取向，”Pines说：“室温超极化金刚石打开NMR/MRI极化从一个惰性、无毒、易分离的源转移到任意样本的可能性，这是当代NMR/MRI技术长期追求的一个目标。”/pp　　同时具有化学特异性和非破坏性的特点使NMR/MRI技术在包括化学、材料、生物和医学等的广泛领域内成为一种不可或缺的技术。然而，它的敏感度问题仍然是一个持久的挑战。NMR/MRI信号是基于电子和原子核的一种被称为“自旋”的本征量子特性。电子和原子核可以像一个旋转的小磁铁棒一样被分配一个“向上”或“向下”的方向状态。NMR/MRI信号取决于被往一个方向极化的核自旋的大多数——即极化程度越高，信号越强。Pines和他的研究小组成员经过几十年的努力，已经开发了大量的方法来超极化原子核的自旋。在过去的两年中他们一直专注于金刚石晶体和一种称为氮空位(NV)中心的杂质，在氮空位中心里光学和自旋自由被耦合在一起。/pp　　“当纯金刚石晶体的晶格中相邻的两个碳原子被从晶格中删除，留下两个空隙，其中一个被一个氮原子填充，另一个保持空缺的时候，就得到了一个氮空位(NV)中心，”Pines解释说。这使得在氮原子和空位之间出现非束缚的电子，产生独特和明确的电子自旋极化态。”/pp　　在之前的研究中，Pines和他的团队发现，低强度磁场可以用来将NV中心电子自旋极化传递到附近的碳-13原子核，从而产生超极化核。这个被称为动态核极化的自旋转移过程在以前就已经被用于增强核磁共振信号，但总是在高强度磁场和低温条件下进行。Pines和他的团队通过在金刚石旁边放置一个永久磁铁消除了这些要求。/pp　　“在我们的新研究中，我们利用微波而不是磁场来匹配电子和碳-13原子核之间的能量，从而消除了一些困难的对磁场强度和对准的限制，使得我们的技术更容易使用，”King说：“另外，在我们以前的研究中，我们通过光学测量间接推断核极化的存在，因为我们无法测试是样品整体极化还是只有非常接近NV中心的核被极化。通过完全消除对磁场的需要，我们现在能够用NMR直接测量大块样品。/pp　　在《Nature Communications》的文章里，Pines, King和其他共同作者说，可以有效地集成到现有的制造技术并创造高表面面积金刚石器件的超极化金刚石应该可以为极化转移提供一个通用的平台。/pp　　“我们希望利用现有的极化转移技术——如固体中的交叉极化和液体中的交叉弛豫，或NV中心外围核的直接动态核极化——来得到液体和固体的高度增强核磁共振,”King说，应该注意到，这种转移到固体表面和液体的极化转移之前已经被Pines的研究团队用激光极化Xe-129论证过。”我们基于光学极化NV中心的超极化技术更为强大和有效，应该适用于任意的目标分子，包括必须保持在接近室温条件下的生物系统。”br//p

2021年3月，新学期伊始，一堂特殊的实验绪论课上，国仪量子陈明博士给华东师范大学2018级全体同学带来了前沿研究专题报告——量子计算。近年来，量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。华东师范大学物理实验教学中心的物理实验课程与时俱进，不断培优，在国仪量子的大力支持下，给同学们提供最新的量子科技相关实验项目。讲座由物理实验教学中心副主任尹亚玲老师主持与致辞，国仪量子陈明博士主讲。陈明博士从量子技术的发展历史讲起，介绍了第一次第二次量子革命对社会发展的影响，世界及我国目前的量子技术布局，量子计算在生物医疗、分子模拟、交通物流、金融等领域的重要应用，量子计算体系等内容，着重介绍了如何制造一台量子计算机，目前的研究阶段、面临的困难和发展方向等。华东师范大学近代物理实验教学团队积极创新授课形式，将前沿技术引入课程，邀请一线的科研人员，讲学生听得懂的前沿科普，将最近的研究领域和技术发展介绍给学生。基于金刚石量子计算教学机，国仪量子可以提供包括实验室建设、教学讲义、教学视频、教学课件、示范课培训等量子计算教学相关的整体配套解决方案定制服务，让学校和老师们更轻松地开设相关实验课程。类似的尝试最早始于菁英班物理实验五的绪论课，邀请超高真空技术领域的工程师为菁英班的同学们作报告。本学期的量子计算机讲座，经团队教师积极协调课程时间，将受益面扩大到所有大三下的学生。当天讲座中，约150名师生聆听报告,现场同学对量子技术研究的表现出极大兴趣。不少同学在讲座后主动留下来观看量子计算机实验演示，并与专家进行面对面的交流，还有同学表达了自己希望从事量子研究的意向。本次绪论讲座收获了同学们的好评，有效利用课堂时间，优化课程内容，“听得懂的前沿”为同学们拓展视野，更激发了同学们的学习兴趣。同时也帮助同学们近距离接触一线科研人员，拓宽同学们未来发展的选择范围，是一次很好的课程改革创新。下面隆重介绍一下本次实验教学的好助手——国仪量子金刚石量子计算教学机！金刚石量子计算教学机是国仪量子为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学，推出的全球首款、面向大众的基于金刚石中NV色心，以自旋磁共振为原理的设备，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算等功能的教学仪器。该仪器可以在室温大气下运行，无需低温真空环境，使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学和量子计算实验教学。不仅如此，金刚石量子计算教学机丰富的硬件模块支持学生动手搭建和调试，多功能的软件支持自定义脉冲序列编写。金刚石量子计算教学机可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课、近代物理实验课、量子信息科学专业课程的相关工作，方便教师展示教学，激发学生的兴趣和想象力，提高学科水平和教学质量。延伸阅读 了解更多赞！天津大学量子计算实验课圆满收官！金刚石量子计算教学机，助力高校推进量子信息学科建设

类金刚石材料因超高的硬度和自润滑能力而展现出极佳的摩擦磨损性能。然而，受湿度、温度、气氛等环境因素和尺寸的限制，类金刚石材料的应用局限于涂层和复合材料的填充剂。相比类金刚材料，金属的应用更加广泛。但金属的硬度往往较低，缺乏自润滑能力，大部分金属材料的摩擦磨损性能远远逊色于类金刚石材料。在金属材料中获得金刚石般的摩擦磨损性能将极大拓宽耐磨材料的选择范围。非晶合金保留了液态熔体的无序原子结构，具有高强度、高硬度的特点。不同于传统金属，非晶合金表面呈现类似液体的性质，从而出现自润滑效应，使得许多非晶合金展现出接近类金刚石材料的摩擦系数（COFs0.2）。非晶合金的高强度也使其具有良好的磨损抗性，磨损率Ws约为10-5-10-6 mm3/Nm。这一磨损率虽然远低于常见金属材料，但和类金刚石材料约为10-6-10-9 mm3/Nm的磨损率相比仍然很高。降低非晶合金磨损率的关键在于提高结构稳定性和断裂韧性。令人遗憾的是，大部分非晶合金因为玻璃转变温度和晶化温度低而在高速往复摩擦过程中容易出现结构弛豫或晶相的析出，导致局部裂纹产生，磨损抗性随之降低。因此，寻找结构稳定、韧性良好的非晶合金是提高摩擦磨损性能的重要途径。 中国科学院物理研究所柳延辉、汪卫华团队前期基于材料基因工程理念，发展了高通量实验方法，开发出高温块体非晶合金，发现了非晶合金形成能力的新判据，为非晶合金新材料高效研发提供了有利工具。近期，该团队研究人员针对非晶合金的力学性能设计了高通量表征方法（图1），结合前期发展的高通量制备和非晶筛选技术，研发出摩擦系数、磨损率均和类金刚石材料相当的超耐磨高温非晶合金。 团队选择Ir-Ni-Ta高温非晶合金体系为突破口。该合金体系具有良好的非晶形成能力和高玻璃转变温度，能够克服非晶合金在摩擦过程中的结构失稳问题。此外，该合金体系展现的高强度、高硬度等特点也有助于提高磨损抗力。但难点在于如何在该合金体系内获得韧性较好的成分，从而降低摩擦过程中裂纹产生的可能性。团队利用前期发展的高通量实验技术制备了同时含有大量合金成分的组合样品，确定了非晶形成成分范围。基于非晶合金剪切变形的特点以及剪切带数量和材料韧性之间的关联，团队提出利用纳米压痕技术施加大变形量诱导剪切带和裂纹形成的高通量表征方法。结合压痕形貌表征，该方法可在大的成分范围内快速获得韧性随合金成分的变化趋势，从而确认具有裂纹抗性和塑性的成分区间。此外，纳米压痕技术本身还可同时获得硬度和模量数据。团队进一步通过对特定成分的微纳力学表征证明了该高通量表征方法的有效性，并在Ir-Ni-Ta组合样品中的富Ta区域发现了具有极低摩擦系数和磨损率的非晶合金。微观力学测试显示，该富Ta非晶合金的压缩强度高达5 GPa，大量剪切带的形成表明该合金具有较好的韧性。此外，热稳定性测试和高温氧化测试证明该富Ta非晶合金还具有极好的结构稳定性（晶化温度Tx1073K，氧化温度920K）。在室温大气环境中，采用金刚石球头进行摩擦测试，该富Ta非晶合金的摩擦系数仅为0.05，采用G-Cr合金球头测试，摩擦系数也只有0.15。最为值得关注的是，该富Ta非晶合金的磨损率只有~10-7 mm3/Nm（图2）。这样的摩擦磨损性能已经接近相似测试条件下类金刚石材料的摩擦磨损性能（图3）。这些结果不仅证明了新发展的高通量力学表征方法对快速筛选强韧化非晶合金成分的有效性，更有助于理解非晶合金耐磨性的起源。 以上研究成果以Achieving diamond-like wear in Ta-rich metallic glasses为题近日在线发表在《先进科学》（Advanced Science）上。上述研究工作得到国家重点研发计划、中国博士后科学基金、国家自然科学基金委员会、中国科学院、广东省基础与应用基础研究重大专项的支持。 中国科学院物理研究所（以下简称“物理所”）前身是成立于1928年的国立中央研究院物理研究所和成立于1929年的北平研究院物理学研究所，1950年在两所合并的基础上成立了中国科学院应用物理研究所，1958年更名为中国科学院物理研究所。 物理所是以物理学基础研究与应用基础研究为主的多学科、综合性研究机构。研究方向以凝聚态物理为主，包括凝聚态物理、光学、原子分子物理、等离子体物理、软物质与生物物理、理论和计算物理、材料科学与工程等。

随着金刚石氮-空位(NV)中心量子传感器的发展，中国科学技术大学杜江峰院士团队提出并实验实现了在金刚石NV磁显微镜中对肿瘤组织的微米级分辨率磁成像，对肿瘤生物标志物进行磁成像和量化。这种方法为生物组织的微米级分辨率磁共振成像打开了大门，并有可能影响癌症的研究和组织病理学。相关成果将于2月1日在《美国科学院院报》(PNAS)发表。 癌症是人类最常见、最严重的疾病之一。目前，各种医学成像技术已经广泛用于肿瘤的临床检查，而组织病理学检查是诊断人类癌症的黄金标准。光学显微镜则是最常见的组织学检查方法。然而，常用的光学显微成像不能绝对量化信号强度，并且通常受到组织中背景信号的影响。此外，很难将同一组织切片中的不同光学成像关联起来，例如HE染色不能与其他光学成像结合。由于其破坏性，成像质谱流式细胞技术中每个独特的组织切片都是一次性样本。因此开发一种性能优异的组织成像方法仍然是生物学家和病理学家的不懈追求和挑战。磁共振(MRI)成像为肿瘤成像提供了强有力的技术。常规MRI已经广泛用于从生物学研究到癌症临床诊断的原位成像。然而，它的低空间分辨率，例如在9.4 T时解剖成像的仅60微米分辨率，限制了在组织水平成像中的应用。最近发展的基于金刚石氮-空位(NV)中心的微型磁成像技术提供了一种打破空间分辨率限制的方法。NV中心是金刚石中的纳米级点缺陷，被提出作为超灵敏量子传感器来实现纳米级磁测。同时，使用具有亚微米分辨率的NV系综的宽场磁成像更适合检测大样本。然而，由于多种技术障碍，生物组织中的微米级分辨率磁成像(或MRI)尚未实现。本文中将基于NV的宽场磁成像与常规免疫细胞化学(ICC)和免疫荧光(IF)技术改进的免疫磁标记技术相结合，建立了免疫磁显微镜(IMM)，这是一种能够以约1微米细胞分辨率对肿瘤组织中的癌症生物标志物进行成像并使用绝对磁信号对其进行量化的方法。 研究人员建立了一个光学检测磁共振(ODMR)宽场显微镜(图1A)，通过检测金刚石NV中心的连续波(CW)光谱来实现肿瘤组织磁共振成像(图1B)。在密度为2×1012/cm2的金刚石顶面，NV传感器体积约为1×1×0.1μm3，磁场检测灵敏度约为10μT/√Hz。空间分辨率约为1微米，视场(FOV)为0.5×0.5毫米。研究人员用20纳米大小的超顺磁性纳米粒子(MNP)标记组织的靶膜蛋白，并将标记的组织附着到金刚石表面(图1C)。MNP被沿着NV轴的外部施加磁场B0磁化，而来自MNP的局部磁场BMNP将CW光谱的峰值位置移动了γeBMNP的量级(图1B)。NV中心上BMNP的大小取决于MNP的密度以及与NV的距离。细胞和组织中MNP的典型磁信号约为20μT，这个装置可以检测到。通过检测频移的大小，可以推断出信号强度和目标蛋白在组织中的分布。研究人员模拟了细胞表面随机分布的MNP的磁场信号和MNP标记组织的磁模式(图1D)。MNP标记蛋白的原始表达可以通过深度学习模型进行重建，生物标志物的表达强度可以用绝对MNP密度进行量化。 图1 金刚石磁显微镜原理图和组织磁成像原理。本文报告了四项技术进步，以实现易于使用的肿瘤组织鲁棒IMM，包括1)将生物标志物的表达强度量化为绝对磁强度，2)使用深度学习算法重建磁图像，3)使用磁性纳米粒子(MNP)免疫磁性标记组织样本，以及4)在靠近金刚石的大面积上附着组织切片，以满足NV中心的有限检测范围。在他们开发的IMM中，磁性被用作除了光和质量之外的另一种物理量。IMM方法具有精确的绝对磁量化能力，具有良好的信号稳定性和可忽略的磁背景。此外，相关的IMM和HE染色对于研究肿瘤微环境和异质性具有重要意义。多功能IMM可以扩展到多种癌症和其他生物过程和疾病的组织学检查，例如心脏病、炎症和神经系统疾病。这项工作为人类疾病的组织学检查提供了一种有吸引力的方法，补充了现有的组织成像方法，丰富了磁共振技术。除了病理组织之外，这个基于NV的磁显微镜还能够在组织水平上以亚微米或亚细胞分辨率对动物磁感受中的各种MRI造影剂、磁性粒子和磁性分子进行成像、量化和分析。 论文链接：https://www.pnas.org/content/119/5/e2118876119

根据俄罗斯国家科学院西伯利亚分院网站报道，西伯利亚分院大电流电子研究所科研人员与托木斯克国立大学合作，研发出一种基于NV中心和光泵浦的金刚石激光器。相关研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。制造该设备需要一种人造金刚石，经过辐射热处理，在其晶体结构中形成许多抗激光辐射的色心。对于量子技术来说，最重要的是NV中心（金刚石的色心之一）。NV色心是金刚石的结构缺陷，包括一个氮原子（N）和一个相邻的空位，晶格位置未被碳原子（V）占据。多年来，科研人员从金刚石色心获得激光辐射均未成功。此次，科研人员在含有多达10个NV中心和每百万碳原子多达300个氮原子的合成金刚石样品中，实现了非热发光的增强和激光辐射的产生。

量子信息技术作为一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性创新技术，如何在日常教学中让学生理解量子信息科学的基本原理并进行基础的实验实践，成为了当前物理实验教学中的热点与难点。近期，来自复旦大学物理学系的周诗韵老师与赵铮阳同学在《物理实验》杂志上联合发表了“基于金刚石NV色心的量子调控教学实验拓展”的研究成果，基于国仪量子开发的金刚石量子计算教学机，介绍了基于金刚石NV色心体系进行量子计算的基础内容，即量子比特的初始化、调控及读出，设计并拓展了拉比振荡相关教学内容。该研究获得了教育部产学合作协同育人项目与国仪量子（合肥）技术有限公司的支持。01PHYSICS教学实验量子计算实验理论内容丰富，操作难度较大，顺利完成实验并不代表学生真正理解其内涵。因此，讨论量子计算实验内容的教学设计与拓展十分必要。研究人员以国仪量子生产的基于金刚石NV色心的量子计算实验仪为基础开展量子计算教学实验，包含两部分内容：ａ．学习基础的量子调控，了解量子计算基本知识，如量子比特的初始化、操控和读出等；ｂ．进行实际应用，学生通过实现经典的量子D-J算法，理解量子算法的优越性。研究人员基于复旦大学的教学实践，着重讨论该实验的第一部分，即量子调控部分的教学内容与方法。02PHYSICS实验拓展为更好地帮助学生理解，研究人员设计并拓展了拉比振荡相关教学内容：通过拉比振荡实验，了解微波与自旋的相互作用，熟悉量子态的初始化及读出方法；讨论拉比振荡实验中微波频率的影响，从而引出测量共振频率的方法；通过连续波实验测量共振频率，并讨论测量过程中微波时长参量对测量结果的影响；改变磁铁位置，定性展示了NV色心的系综特性，让学生了解实际仪器中如何进行参量优化。通过该教学设计，老师们可对学生进行启发式教学，引导学生主动思考，帮助学生对量子调控的原理和技术理解得更加全面，为进一步实现量子计算打下良好的基础。量子信息科学是一项由物理学、信息科学等多学科交叉融合在一起形成的新兴科学技术，具有广基础、重交叉、注重科研实践、理论实验相结合等特点。所以，在日常教学实践中让学生参与量子信息科学的实验实践，对帮助学生全面理解量子信息科学的基础——量子调控的原理和技术具有重要价值。03PHYSICS论文全文04PHYSICS《物理实验》杂志介绍《物理实验》杂志创刊于1980年，是教育部主管、东北师范大学主办的学术期刊(物理类)，是教育部物理学与天文学教学指导委员会的会刊，主要刊载物理实验成果，交流物理实验教学改革的新思想、新方法、新动态。金刚石量子计算教学机专注量子信息科学实验教学金刚石量子计算教学机是一台基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理，通过控制激光、微波、磁场等物理量，对NV色心的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算功能的教学仪器。该仪器在室温大气条件下运行，无需低温真空环境，使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学与量子计算实验教学。金刚石量子计算教学机今年8月，金刚石量子计算教学机在第十一届全国高等学校物理实验教学研讨会上，荣获教学仪器评比一等奖。 获奖证书与现场评比情况扫描下方二维码获取论文原文注：本文部分内容摘自赵铮阳,周诗韵.基于金刚石NV色心的量子调控教学实验拓展[J].物理实验,2022,42(04)

荆楚网消息 18日，鄂州市质量技术监督局发布消息称，国家质检总局11日正式下文批准鄂州市筹建国家金刚石工具质量监督检验中心。　　鄂州以燕矶镇为核心区域的中小金刚石刀具企业近300家，产品出口美国、欧洲、俄罗斯、中东和南美等30多个国家和地区，已成为中国最大的金刚石锯片生产基地，享有金刚石工具之乡的美誉。　　2006年，省质监局正式批准鄂州成立湖北省金刚石工具质量检测中心。目前，该中心有各类工程技术人员40人，占总人数的90%，其中高级工程师14人，中级以上技术职称的14人，博士8人、硕士3人，本科以上学历17人。有实验室 2325平方米，恒温恒湿面积320平方米。拥有各种检测仪器设备137多台(套)。该中心的建立，为我省金刚石工具行业发展起到了支撑作用。　　批准文件要求，3个月之内将筹建任务书等相关材料上报国家质检总局，18个月之内完成全部筹建工作。　　据介绍，鄂州将建成的国家金刚石工具质量监督检验中心是全国唯一的一个。中心建成后，将使鄂州市成为全国金刚石技术研发基地、产品标准制定基地，并抢占行业的制高点，将有力推动该市金刚石产业的发展。

近日，国仪量子金刚石量子计算教学机全球出货突破100台，走进海内外近百家单位，覆盖大学物理实验教学和中小学创新教育等多种应用场景。全球布局量子人才培养计划量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。技术创新关键在人才，世界各国在布局量子信息产业时都将量子科技人才培养放到重要位置。2018年12月，美国通过《国家量子倡议》法案，开启量子领域的“登月计划”，国家科学基金会获资2.5亿美元，支持量子科技人才建设。欧盟从2018年开始，投入10亿欧元实施“量子旗舰”计划，总计划在学术界和工业界涉及超过5000名欧洲研究人员。英国在牛津大学等高校建立量子研究中心，投入约2.5亿美元培养人才。我国加大量子人才培养力度在2020年10月16日中央政治局第二十四次集体学习中，习近平总书记就量子科技研究和应用前景强调：要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。指出要加快量子科技领域人才培养力度，加快培养一批量子科技领域的高精尖人才，建立适应量子科技发展的专门培养计划。金刚石量子计算实验装置“圈粉”全球作为国内首家入选教育部“产学合作 协同育人”项目的量子科技企业和量子信息实验教学整体解决方案提供方，国仪量子一直致力于将量子科技研究成果产品化。其中，在室温条件下运行的金刚石量子计算实验装置，可以让学生亲身体验量子操控、量子算法，有效促进了量子技术工程师和交叉应用型人才的培养，已与南京大学、复旦大学、上海交通大学、中国科学技术大学等高校合作，开设实验课程并取得良好效果。2020年12月，江苏省锡山高级中学正式开课，这是量子计算首次进入中国中小学课堂，将助力量子科技人才梯队储备的形成。此外，该实验装置在美国纽约州立大学石溪分校、澳大利亚昆士兰大学等海外单位的交付，让中国量子科技闪耀国际舞台。国仪量子金刚石量子计算教学机的“从零到一”和“从一到百”，是我国量子科技发展突飞猛进的一个缩影。在多国竞逐量子信息技术的规模化应用和我国加快实现科技自立自强的进程中，更多量子科技创新成果将“从百到万”，赋能千行百业。

近日，教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会课程思政工作委员对2022年高等学校“大学物理”和“大学物理实验”课程思政案例立项情况进行了公示，同济大学《金刚石NV色心量子计算实验》课程作为优秀案例被纳入教指委的《课程思政案例库》，并予以立项。该课程基于国仪量子研发的金刚石量子计算教学机实验课程解决方案打造。国仪量子携手同济大学，推进量子信息学科发展作为一项极具发展潜力的学科，量子信息科学的全球竞争日趋激烈，人才培养刻不容缓。2021年6月，同济大学基于国仪量子研发的金刚石量子计算教学机实验课程解决方案，推出了《金刚石NV色心量子计算实验》课程，将量子理论与实验紧密结合，为量子信息学科本科阶段的人才培养打造了示范案例。该实验课程由同济大学老师关佳主持，张志华、方恺、倪晨参与。同济大学基于国仪量子的金刚石量子计算教学机开展的金刚石NV色心量子计算实验2022年11月，在第八届全国大学生物理实验竞赛（创新）决赛中，同济大学师生凭借“量子计算实验”作品，以扎实的理论基础和实验技能，荣获讲课类一等奖。金刚石量子计算教学机国仪量子的金刚石量子计算教学机是基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理，通过控制激光、微波、磁场等物理量，对NV色心的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算功能的教学仪器。该仪器在室温大气条件下运行，无需低温真空环境，使得设备有着较低的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学与量子计算实验教学。金刚石量子计算教学机2022年8月，金刚石量子计算教学机荣获第十一届全国高等学校物理实验教学研讨会教学仪器评比一等奖。获奖证书与现场评比情况公示原文各有关高校：为推动“大学物理”和“大学物理实验”课程的课程思政建设，提高课程思政案例的建设水平，教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会课程思政工作委员会在教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会的指导下，于2022年10月启动了“大学物理”和“大学物理实验”课程思政案例遴选工作。经过课程思政工作委员会专家的评审，从188个案例中遴选出了62个优秀案例。在大学物理课程教学指导委员会的委员指导下，对62个案例进行了专门指导，经过反复打磨后，经教指委全体委员投票后，遴选出来46个案例，将纳入教指委的《课程思政案例库》，并予以立项，具体名单见附件。项目联系人：方爱平联系方式：apfang@xjtu.edu.cn教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会课程思政工作委员会西安交通大学（代章）2023年6月1日图片来源：“物理与工程”微信公众号参考资料：https://mp.weixin.qq.com/s/szfSflxWdoRLmbQGEfoxHghttps://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_21064110

作为第三代半导体材料的代表，金刚石半导体又被称为终极半导体。“金刚石半导体具有超宽禁带（5.45eV），高击穿场强（10MV/cm）、高载流子饱和漂移速度、高热导率（22 W/cmK）等材料特性，以及优异的器件品质因子。” 西安交通大学王宏兴教授介绍，“为此，采用金刚石衬底可研制高温、高频、大功率、抗辐照电子器件，克服器件的‘自热效应’和‘雪崩击穿’等技术瓶颈，在5G/6G通信，微波/毫米波集成电路，探测与传感等领域发展起到重要作用。”但是，全世界金刚石电子器件的发展都受限于大尺寸、高质量的单晶衬底的难题限制。“硅、蓝宝石等衬底的商业化，为异质外延单晶金刚石提供了前提条件。” 王宏兴说。近日，西安交通大学王宏兴教授团队采用自主研发技术，成功实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底的量产。10年前，我国在此方面的研发几乎是空白，2013年作为西安交大引进的国家级特聘专家人才王宏兴组建西安交大宽禁带半导体材料与器件研究中心，带领团队科研人员开始攻关，历经10年潜心研发，目前已形成具有自主知识产权的金刚石半导体外延设备研发、单晶/多晶衬底生长、电子器件研制等系列技术，已获授权48项发明专利。“大尺寸单晶金刚石生产设备和高质量单晶金刚石衬底的制备技术，是我们需要攻克的关键技术，以打破国外的封锁。” 王宏兴如是说。王宏兴带领团队在实验室研发攻关的同时还与国内相关大型通信公司、中国电子科技集团相关研究所等开展金刚石半导体材料与器件研发应用的广泛合作，促进了金刚石射频功率电子器件、电力电子器件、MEMS等器件的实用性发展。王宏兴团队采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，成功实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底的批量化，并通过对成膜均匀性、温场及流场的有效调控，进而提高了异质外延单晶金刚石成品率。其衬底表面具有台阶流（step-flow）生长模式，可降低衬底的缺陷密度，提高晶体质量。XRD（004）、（311）摇摆曲线半峰宽分别小于91arcsec和111arcsec，各项指标已经优于国外最好的水平达到世界领先水平。据了解，王宏兴团队生产的单晶金刚石器件已经广泛应用于我国5G通讯、高频大功率探测装置产品中。王宏兴教授（右三）与团队成员在讨论研发中的问题2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底照片异质外延金刚石光学显微镜照片（a）放大100倍（b）放大500倍XRD测试结果（a）（004）面摇摆曲线；（b）（311）面摇摆曲线；（c）（311）面四重对称；（d）极图

类金刚石材料因超高的硬度和自润滑能力而展现出极佳的摩擦磨损性能。然而，受湿度、温度、气氛等环境因素和尺寸的限制，类金刚石材料的应用局限于涂层和复合材料的填充剂。相比类金刚材料，金属的应用更加广泛。但金属的硬度往往较低，缺乏自润滑能力，大部分金属材料的摩擦磨损性能远 远逊色于类金刚石材料。在金属材料中获得金刚石般的摩擦磨损行性能将极大地拓宽耐磨材料的选择范围。在工程系统中，摩擦的减少可能来自于使用润滑剂或通过设计减摩表面涂层。 非晶合金保留了液态熔体的无序原子结构，具有高强度、高硬度的特点。不同于传统金属，非晶合金表面呈现类似液体的性质，从而出现自润滑效应，使得许多非晶合金展现出接近类金刚石材料的摩擦系数（COFs0.2）。非晶 合金的高强度也使其具有良好的磨损抗性，磨损率Ws约为10-5-10-6mm3/Nm。这一磨损率虽然远低于常见金属材料，但和类金刚石材料约为10-6-10-9 mm3/Nm的磨损率相比仍然很高。降低非晶合金磨损率的关键在于提高结构稳定性和断裂韧性。令人遗憾的是，大部分非晶合金因为玻璃转变温度和晶化温度低而在高速往复摩擦过程中容易出现结构弛豫或晶相的析出，导致局部裂纹的产生，磨损抗性随之降低。因此，寻找结构稳定、韧性良好的非晶合金是提高摩擦磨损性能的重要途径。中国科学院物理研究所柳延辉、汪卫华团队前期基于材料基因工程理念，发展了高通量实验方法，开发出高温块体非晶合金（Nature , 2019, 569, 99），发现了非晶合金形成能力的新判据（Nature Materials 2022, 21, 165），为非晶合金新材料高效研发提供了有利工具。近期，该团队的李福成博士在柳延辉、汪卫华研究员的指导下，针对非晶合金的力学性能设计了高通量表征方法（图1），结合前期发展的高通量制备和非晶筛选技术，研发出摩擦系数、磨损率均和类金刚石材料相当的超耐磨高温非晶合金。 团队选择Ir-Ni-Ta高温非晶合金体系为突破口。该合金体系具有良好的非晶形成能力和高玻璃转变温度，能够克服非晶合金在摩擦过程中的结构失稳问题。此外，该合金体系展现的高强度、高硬度等特点也有助于提高磨损抗力。但难点在于如何在该合金体系内获得韧性较好的成分，从而降低摩擦过程中裂纹产生的可能性。团队利用前期发展的高通量实验技术制备了同时含有大量合金成分的组合样品，确定了非晶形成成分范围。基于非晶合金剪切变形的特点以及剪切带数量和材料韧性之间的关联，团队提出利用纳米压痕技术施加大变形量诱导剪切带和裂纹形成的高通量表征方法。结合压痕形貌表征，该方法可在大的成分范围内快速获得韧性随合金成分的变化趋势，从而确认具有裂纹抗性和塑性的成分区间（图1a, 1b, 1c）。此外，纳米压痕技术本身还可同时获得硬度和模量数据（图1d, 1e, 1f, 1g）。 团队进一步通过对特定成分的微纳力学表征证明了该高通量表征方法的有效性，并在Ir-Ni-Ta组合样品中的富Ta区域发现了具有极低摩擦系数和磨损率的非晶合金。如图2所示，微观力学测试显示，该富Ta非晶合金的压缩强度高达5 GPa，大量剪切带的形成表明该合金具有较好的韧性。此外，热稳定性测试和高温氧化测试证明该富Ta非晶合金还具有极好的结构稳定性（晶化温度Tx1073K，氧化温度920K）。在室温大气环境中，采用金刚石球头进行原位划痕测试获得摩擦磨损、薄膜结合力等参数。结果如图3所示，该富Ta非晶合金的摩擦系数仅为0.05.除了微观尺度的摩擦磨损测试外，本研究还测试了材料的宏观摩擦磨损特性。如图5所示，采用G-Cr合金球头测试，获得的摩擦系数为0.15。最为值得关注的是，该富Ta非晶合金的磨损率只有~10-7mm3/Nm。这样的摩擦磨损性能已经接近相似测试条件下类金刚石材料的摩擦磨损性能（图6）。这些结果不仅证明了新发展的高通量力学表征方法对快速筛选强韧化非晶合金成分的有效性，更有助于理解非晶合金耐磨性的起源。本文的不少工作都用到了布鲁克纳米表面与计量部的设备，包括纳米压痕仪、摩擦磨损测试仪及白光干涉显微镜等。这些设备能全面表征样品表面及涂层的表面特性。更重要的是，这些设备具有高通量测试功能，在材料基因组研究、大数据分析、和高通量筛选等方面具有良好应用。此外设备具有广泛的定制扩展能力，适合进行各种二次开放工作。这些设备介绍链接如下:本文第一作者李福成博士,毕业于香港城市大学机械与工程系（2016-2020），主要从事纳米结构非晶合金的力学研究，2020年加入中科院物理所柳延辉团队从事博士后研究，研究方向主要涉及高通量力学表征技术及高性能金属材料的开发。在Advanced Science，Journal of the Mechanics and Physics of Solids, International Journal of Plasticity等国际知名期刊发表论文二十余篇。中科院物理所柳延辉团队针对多组元合金材料探索效率低的问题，发展适用于多组元合金材料的高通量制备技术，研究工艺参数对材料合成的影响。针对微观结构、相变温度、抗腐蚀能力、抗氧化能力、力学等性能，发展相应的高通量表征技术，研究材料性能随化学成分和微观结构的变化趋势。本文主要内容来源于中科院物理所，部分内容有增删。原文链接如下：http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/202305/t20230526_6763721.html 文章信息如下，感兴趣的朋友可以自行下载阅读。标题：Achieving Diamond-Like Wear in Ta-Rich Metallic Glasses作者：Fucheng Li, Mingxing Li, Liwei Hu, Jiashu Cao, Chao Wang, Yitao Sun, Weihua Wang,and Yanhui Liu出处：Adv. Sci. 2023, 2301053链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202301053相关产品介绍：纳米压痕仪：https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/test-and-measurement/nanomechanical-test-systems.html摩擦磨损测试仪：https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/test-and-measurement/tribometers-and-mechanical-testers.html白光干涉显微镜：https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/test-and-measurement/3d-optical-profilers.html

近日，晶盛机电技术研发再次突破，成功研发出全自动金刚石生长炉。01、金刚石晶体生长炉成功研制，晶体生长设备家族再添新成员官方消息称，晶盛机电晶体实验室经过半年多的工艺测试，全自动MPCVD法生长金刚石设备（型号XJL200A）成功生长出高品质宝石级的金刚石晶体。图片来源：晶盛机电据介绍，此次XJL200A金刚石生长炉成功解决了传统的MPCVD培育钻石生长技术的行业痛点：对多晶及生长裂纹等缺陷的判断、对晶体温度和生长厚度等关键生长参数的控制都依赖人工判断，克服了目前人工培育钻石过程中质量控制和规模化生产的瓶颈。图片来源：晶盛机电作为碳化硅、氮化镓之后具有代表性的新一代半导体材料，金刚石晶体又称钻石，被誉为“终极半导体”材料，此次金刚石晶体生长炉成功研制，标志着晶盛机电在硅、蓝宝石、碳化硅等晶体生长设备家族再添新成员。据项目负责人表示，目前已经完成了设备定型和批量工艺开发，设备即将投放市场，能为客户提供一站式解决方案。02、23万片意向订单在手，50亿SiC衬底晶片项目即将开工资料显示，晶盛机电是国内领先的半导体材料装备和LED衬底材料制造的高新技术企业，主要围绕硅、碳化硅、蓝宝石三大主要半导体材料开展业务。近年来，晶盛机电顺应行业发展趋势，提早布局碳化硅晶片市场。目前，该公司碳化硅外延设备已通过客户验证，同时在6英寸碳化硅晶体生长、切片、抛光环节建立测试线，其6英寸碳化硅晶片已获得客户验证。晶盛机电此前在投资者关系活动记录表中披露，截至2022年2月7日，客户A已与公司形成采购意向，2022年-2025年公司将优先向其提供碳化硅衬底合计不低于23万片。图片来源：晶盛机电 此外，为加快推进第三代半导体材料碳化硅业务，2月7日，晶盛机电发布公告称，拟募集资金不超过57亿元，其中拟投入31.34亿元在宁夏银川建设碳化硅衬底晶片生产基地项目。图片来源：晶盛机电2月25日，晶盛机电碳化硅衬底晶片生产项目正式落户宁夏。据央广网报道，该项目总投资50亿元，一期预计3月开工建设，投资总额33.6亿元，一期建成达产后预计年产6英寸碳化硅晶片40万片。

多孔或层状电极材料具有丰富的纳米限域环境，表现出高效的电荷储存行为，被广泛应用于电化学电容器。而这些限域环境中形成的双电层(限域双电层)结构与建立在平面电极上的经典双电层之间存在差异，导致其储能机理尚不清晰。因此，解析限域双电层结构对探讨这类材料的电化学电容存储机理和优化电化学电容器件的性能具有重要意义。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心项目研究员黄楠团队与比利时哈塞尔特大学教授杨年俊合作，设计并制备了具有规则有序0.7 nm层状亚纳米通道的膨胀垂直石墨烯/金刚石复合薄膜电极。其中，金刚石与垂直膨胀石墨烯纳米片共价连接，作为机械增强相为构筑层状限域结构起到支撑作用。进一步，研究发现，该电极表现出离子筛分效应，离子部分脱溶等典型的限域电化学电容行为，是研究限域双电层的理想电极材料。基于该材料，科研人员利用原位电化学拉曼光谱和电化学石英晶体微天平技术分别监测充放电过程中电极材料一侧的响应行为和电解液一侧的离子通量发现，在阴极扫描过程中，电极材料一侧出现拉曼光谱 　　峰劈裂现象，溶液一侧为部分脱溶剂化阳离子主导的吸附过程。该研究综合以上实验结果并利用三维参考相互作用位点隐式溶剂模型的第一性原理计算方法，在原子尺度上评估了限域双电层中离子-碳宿主相互作用，揭示了在限域环境中增强的离子-碳宿主相互作用会诱导电极材料表面产生高密度的局域化图像电荷。该工作完善了限域双电层电容的电荷储存机理，为进一步探讨纳米多孔或层状材料在电化学储能中的功能奠定了基础。 　　8月9日，相关研究成果以Highly localized charges of confined electrical double-layers inside 0.7-nm layered channels为题，在线发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。研究工作得到国家自然科学基金和德国研究联合会基金的支持。图1. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的制备和表征：(A)制备流程示意图；(B)石墨插层化合物的拉曼光谱；(C-D)XRD图谱；(E)SEM和TEM图像。图2. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的电化学行为：(A)CV曲线；(B)微分电容-电极电势关系；(C)离子筛分效应；(D)EIS图谱；(E-F)动力学分析。图3. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的原位电化学拉曼光谱：(A-D)原位电化学拉曼光谱；(E-F)拉曼特征演变幅度分析。图4. 层状限域双电层电容的储能机理分析：(A)拉曼光谱中的G峰劈裂；(B)电化学石英晶体微天平分析；(C)电极质量变化和拉曼特征变化的关联性；(D)DFT-RISM计算获得的图像电荷分布。

各相关单位：根据《河南省有色金属行业协会团体标准管理办法》的有关规定，河南省有色金属行业协会批准发布《金刚石复合体与钢钎焊工艺规范》等7项团体标准（详见附件），自 2023 年4月18日起实施，现予以公告。附件：7项团体标准编号、名称、起草单位一览表 7项团体标准编号、名称、起草单位一览表序号编号标准名称起草单位主要起草人实施日期1T/HNNMIA 30-2023金刚石复合体与钢钎焊工艺规范河南省四方达超硬材料股份有限公司、郑州机械研究所有限公司、中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司、中南大学、吉林大学、中煤科工西安研究院（集团）有限公司、中机新材研究院（郑州）有限公司裴夤崟、龙伟民、钟素娟、黄成志、赵东鹏、马佳、张冠星、王淼辉、丁天然、张伟、刘宝昌、高华、王传留、于奇、刘全明、李宏利、屈继来、邹伟、刘攀、李宇佳、董宏伟、杨娇、祖家泽2023-4-182T/HNNMIA 31-2023银铜复合带界面结合强度评价方法郑州机械研究所有限公司、中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司、河南省科学院材料研究所、太原科技大学、太原理工大学、西安中熔电气股份有限公司郝庆乐、程亚芳、王涛、张冠星、侯江涛、潘建军、高翔宇、刘付丽、史荣豪、任忠凯、李培艳、孙逸翔、刘洁、郭艳红、石晓光、张陕南、杨娇、祖家泽2023-4-183T/HNNMIA 32-2023铝合金蜂窝板真空钎焊工艺规范郑州机械研究所有限公司、中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司、江苏科技大学、新乡航空工业（集团）有限公司、浙江新锐焊接科技股份有限公司、中航西安飞机工业集团股份有限公司董显、龙伟民、钟素娟、黄俊兰、李秀朋、吕晓春、陈素明、王水庆、浦娟、郭鹏、王博、李云月、刘晓芳、李红涛、丁宗业、宋北、黄森、刘德运2023-4-184T/HNNMIA 33-2023聚晶金刚石复合片与钢钎焊接头质量评价方法河南省四方达超硬材料股份有限公司、郑州机械研究所有限公司、中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司、中南大学、吉林大学、中煤科工西安研究院（集团）有限公司裴夤崟、黄成志、龙伟民、赵东鹏、钟素娟、张伟、刘宝昌、高华、王传留、刘全明、李宏利、屈继来、黄俊兰、刘攀、邹伟、王蒙、吴奇隆2023-4-185T/HNNMIA 34-2023盾构机刮刀感应钎焊技术导则郑州机械研究所有限公司、中铁工程装备集团有限公司、宁波中机松兰刀具科技有限公司、盾构及掘进技术国家重点实验室、西南交通大学、中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司路全彬、龙伟民、钟素娟、郑永光、卢高明、丁天然、王锴、黄俊兰、胡登文、李永、董宏伟、周许升、吴奇隆、董博文、李文彬、朱宏涛2023-4-186T/HNNMIA 35-2023放热熔钎焊接头质量评价方法国网河南省电力公司电力科学研究院、郑州机械研究所有限公司、中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司、华北水利水电大学、浙江新锐焊接科技股份有限公司、河南职业技术学院沈元勋、耿进锋、崔大田、李秀朋、杜君莉、夏大伟、王琴、郭军华、王水庆、李云月、刘德运、赵明远、姜超、宋昕怡2023-4-187T/HNNMIA 36-2023大尺寸硬质合金串珠钎焊工艺规范郑州机械研究所有限公司、宁波中机松兰刀具科技有限公司、中铁工程装备集团有限公司、盾构及掘进技术国家重点实验室、交通运输部上海打捞局、西南交通大学路全彬、龙伟民、钟素娟、王锴、郑永光、张雷、胡登文、黄成志、李永、李文彬、吴奇隆、卢高明、杨鹏、董博文、周许升、付龙、邹伟、郭艳红、佘春、司浩、董媛媛、井培尧2023-4-18河南省有色金属行业协会2023年4月18日关于发布《金刚石复合体与钢钎焊工艺规范》等7项团体标准的公告.pdf1-团体标准-金刚石复合体与钢钎焊工艺规范.pdf2-团体标准-银铜复合带界面结合强度评价方法.pdf4-团体标准-聚晶金刚石复合片与钢钎焊接头质量评价方法.pdf3-团体标准-铝合金蜂窝板真空钎焊工艺规范.pdf5-团体标准-盾构机刮刀感应钎焊技术导则.pdf6-团体标准-放热熔钎焊接头质量评价方法.pdf7-团体标准-大尺度硬质合金串珠钎焊工艺规范.pdf