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慧眼-HXMT观测到的黑洞双星系统中的W-K关系

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天文学报 2024年第3期65卷 40-51页

作者：马宾远杨孜旭廖进元屈进禄中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049 中国科学院高能物理研究所北京100049

通过几十年的观测研究,黑洞X射线双星(X-Ray Binary,XRB)部分特征被揭示.然而,吸积盘结构尚不确定.黑洞XRB功率密度谱的截断频率与准周期振荡(Quasi Periodic Oscillation,QPO)的相关性质(W-K关系)可以限制吸积盘结构.利用慧眼-HXMT(Har... 详细信息

通过几十年的观测研究,黑洞X射线双星(X-Ray Binary,XRB)部分特征被揭示.然而,吸积盘结构尚不确定.黑洞XRB功率密度谱的截断频率与准周期振荡(Quasi Periodic Oscillation,QPO)的相关性质(W-K关系)可以限制吸积盘结构.利用慧眼-HXMT(Hard X-ray Modulation Telescope)观测到的5个黑洞XRB的数据,对黑洞XRB的W-K关系进行了研究,结果表明在慧眼-HXMT观测的3个探测器能段中W-K关系成立.此外在MAXI J1535-571之中存在截断频率和吸积盘内半径的相关关系,这和截断的吸积盘结构一致.如果观测到的功率密度谱来自质量吸积率的扰动传播,可以推测吸积盘内半径接近最内圆形稳定轨道,此黑洞可能是高自旋系统.

关键词： X射线:双星相对论过程吸积盘辐射机制:普通

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用于扫描隧道显微镜的低噪声前置电流放大器

物理学报 2024年第13期73卷 20-27页

作者：唐海涛米壮王文宇唐向前叶霞单欣岩陆兴华中国科学院物理研究所应用物理中心北京10019 中国科学院大学物理学院北京100190

前置电流放大器是扫描隧道显微镜的重要部件之一,其性能对于扫描隧道显微镜系统的基本操作及新功能开发至关重要.本文详细分析了影响前置电流放大器性能的因素,通过筛选噪声极低的运放芯片和电路结构优化,设计了一款针对扫描隧道显微镜... 详细信息

前置电流放大器是扫描隧道显微镜的重要部件之一,其性能对于扫描隧道显微镜系统的基本操作及新功能开发至关重要.本文详细分析了影响前置电流放大器性能的因素,通过筛选噪声极低的运放芯片和电路结构优化,设计了一款针对扫描隧道显微镜系统的前置电流放大器.该放大器最灵敏档位(1 GΩ)的噪声低至4 fA/(Hz)1/2,带宽为2.3 kHz,具有10 MΩ,100 MΩ和1 GΩ三个测量量程并且可以通过控制信号实现自动切换,测量范围覆盖pA—μA量级的隧穿电流.利用该前置电流放大器展示了扫描隧道显微镜系统的主要功能,包括表面形貌表征、扫描隧道谱测量以及原子搬运,并探索了隧穿电流中散粒噪声的测量.通过散粒噪声随隧穿电流的变化关系,得到隧穿结中散粒噪声的法诺因子约等于1,验证了简单金属隧穿结中电子隧穿满足泊松过程,为表面电子关联体系的高精度表征提供了基础.

关键词：扫描隧道显微镜前置电流放大器散粒噪声

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面向应用的新一代稀磁半导体研究进展

物理学报 2024年第1期73卷 9-22页

作者：彭毅赵国强邓正靳常青中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学物理学院北京100049

稀磁半导体具有能同时调控电荷与自旋的特性,是破解摩尔定律难题的候选材料之一.我们团队率先提出了稀磁半导体中自旋和电荷掺杂分离的机制,探索并研制了新一代稀磁半导体材料,为突破经典稀磁半导体材料的制备瓶颈提供了有效解决方案.以... 详细信息

稀磁半导体具有能同时调控电荷与自旋的特性,是破解摩尔定律难题的候选材料之一.我们团队率先提出了稀磁半导体中自旋和电荷掺杂分离的机制,探索并研制了新一代稀磁半导体材料,为突破经典稀磁半导体材料的制备瓶颈提供了有效解决方案.以(Ba,K)(Zn,Mn)_(2)As_(2)等为代表的新一代稀磁半导体,通过等价态的Mn掺杂引入自旋、异价态的非磁性离子掺杂引入电荷,成功实现了230 K的居里温度,刷新了可控型稀磁半导体的居里温度记录.本文将重点介绍几种代表性的新一代稀磁半导体的设计与研制、新一代稀磁半导体的综合物性表征、大尺寸单晶生长以及基于单晶的安德烈夫异质结研制.我们团队通过新一代稀磁半导体的新材料设计研制、综合物性研究、简单原型器件构建的“全链条”模式研究,开拓了自旋电荷分别掺杂的稀磁半导体材料研究领域,充分展现了自旋和电荷掺杂分离的新一代稀磁半导体材料潜在应用前景.

关键词：新一代稀磁半导体自旋电荷掺杂分离高居里温度多组合异质结

1.3 GHz 9-cell高性能超导腔高阶模耦合器电磁及热分析研究

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强激光与粒子束 2024年第7期36卷 62-68页

作者：王子晗潘卫民米正辉翟纪元贺斐思沙鹏王光伟刘铭中国科学院高能物理研究所北京100049 中国科学院粒子加速器物理与技术重点实验室北京100049 中国科学院大学北京100049

中国科学院高能物理研究所于2023年6月完成了高品质因数1.3 GHz超导加速模组研发,在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线。模组中集成了八只经过中温退火工艺处理的1.3 GHz9-cell超导腔,在模组的测试过程中超导腔的... 详细信息

中国科学院高能物理研究所于2023年6月完成了高品质因数1.3 GHz超导加速模组研发,在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线。模组中集成了八只经过中温退火工艺处理的1.3 GHz9-cell超导腔,在模组的测试过程中超导腔的高阶模耦合器温升异常,导致超导腔无法在高梯度下稳定工作。通过HFSS软件和CST软件中的微波仿真模块对高阶模耦合器进行电磁分析,再通过理论和Ansys Workbench软件对高阶模耦合器进行热仿真分析,并结合模组的高功率实验,找到了超导腔性能异常的原因,并对超导腔高阶模耦合器的冷却方式进行了进一步的优化,解决了模组中超导腔高梯度下的不稳定性。

关键词： 1.3 GHz 9-cell超导腔高阶模耦合器电磁分析稳态热分析

高稳定磺酸化三维共价有机框架材料的设计构筑及其对U(Ⅵ)的吸附

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核化学与放射化学 2024年第3期46卷 246-257,I0003页

作者：刘思妍赵玉宝石伟群袁立永南华大学化学化工学院湖南衡阳421001 中国科学院高能物理研究所核能放射化学实验室北京100049

从废水中分离回收U(Ⅵ)对放射性环境治理以及核工业发展具有重要意义。随着共价有机框架材料(COFs)的不断发展,越来越多的COFs材料被用于放射性核素的吸附分离。然而对于三维共价有机框架材料(3D-COFs)而言,由于分子构筑单元及拓扑连接... 详细信息

从废水中分离回收U(Ⅵ)对放射性环境治理以及核工业发展具有重要意义。随着共价有机框架材料(COFs)的不断发展,越来越多的COFs材料被用于放射性核素的吸附分离。然而对于三维共价有机框架材料(3D-COFs)而言,由于分子构筑单元及拓扑连接方式有限,使得其在性能和应用上受到诸多限制。本工作运用键转化与后接枝相结合的方法,制备一种基于胺键的磺酸功能化3D-COF材料(COF-320-H_(2)SO_(3))用于水溶液中U(Ⅵ)的吸附去除。通过多种表征手段对其结构和性质进行了表征,并系统研究了COF-320-H_(2)SO_(3)对U(Ⅵ)的吸附行为。研究结果表明:亚胺键向胺键的转化显著提升了COFs材料的化学稳定性,同时具有亲水性和强配位能力的磺酸基的引入使材料对U(Ⅵ)吸附能力明显增强,即使在3 mol/L的HNO3条件下,对U(Ⅵ)的吸附容量仍保持在40 mg/g以上。本工作进一步展示了COFs材料特别是3D-COFs材料在分离放射性金属离子方面所展现的潜在应用价值。

关键词：三维共价有机框架材料合成后修饰键转化吸附 U(Ⅵ)

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大西洋多年代际振荡对东亚气候影响的综述

大气科学 2024年第1期48卷 261-272页

作者：姜大膀司东缪家鹏中国科学院大气物理研究所北京100029

本文综述了近年来有关大西洋多年代际振荡(AMO)及其对东亚气候影响的研究进展,主要包括AMO的形成机制与指数定义、AMO对东亚夏季和冬季气候的影响、AMO与其他大洋的协同作用。目前,关于AMO的形成机制仍有不同意见,传统观点认为AMO是气... 详细信息

本文综述了近年来有关大西洋多年代际振荡(AMO)及其对东亚气候影响的研究进展,主要包括AMO的形成机制与指数定义、AMO对东亚夏季和冬季气候的影响、AMO与其他大洋的协同作用。目前,关于AMO的形成机制仍有不同意见,传统观点认为AMO是气候系统内部过程尤其是大西洋经向翻转流造成的,但近期有工作指出AMO是气溶胶、火山喷发等外强迫驱动产生或是海洋对大气随机强迫的一种响应。AMO可以通过三种途径调制东亚夏季气候,当AMO处于正位相时,东亚夏季风加强、降水增多、气温升高,反之亦然。同时,AMO正位相有利于东亚冬季风偏强,欧亚大陆中纬度及中国北方偏冷;负位相时则大体相反。鉴于AMO的重要作用,加深理解AMO形成机制及其对东亚气候影响有益于提升东亚气候的年代际预测水平。

关键词：大西洋多年代际振荡年代际气候变化东亚夏季风东亚冬季风

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中国散裂中子源缪子谱仪及其应用展望

物理学报 2024年第19期73卷 146-160页

作者：李强李样吕游潘子文鲍煜中国科学院高能物理研究所散裂中子源科学中心中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室

中国散裂中子源二期升级工程包含建设缪子实验终端和一条表面缪子束线,并规划未来建设负缪子束线和衰变缪子束线.表面缪子束线预计2029年建成出束,有望成为我国首个人造缪子源实验平台.缪子自旋弛豫/旋转/共振谱学和负缪子X射线分析谱... 详细信息

中国散裂中子源二期升级工程包含建设缪子实验终端和一条表面缪子束线,并规划未来建设负缪子束线和衰变缪子束线.表面缪子束线预计2029年建成出束,有望成为我国首个人造缪子源实验平台.缪子自旋弛豫/旋转/共振谱学和负缪子X射线分析谱学是缪子源平台最重要的应用技术,分别在材料磁性分析和元素成分无损测量方面具有独特优势,在磁性、超导、新能源、科技考古等多学科领域取得了大量瞩目成果.本文围绕中国散裂中子源缪子实验终端及其谱仪建设,分别介绍了缪子自旋弛豫/旋转/共振谱学和负缪子X射线分析谱学的基本原理、特色优势,以及基于缪子实验终端的谱仪物理设计和应用展望;最后展望了该缪子实验终端未来的缪子束线规划和更多样化的应用场景.

关键词：中国散裂中子源缪子实验终端缪子自旋弛豫/旋转/共振谱学负缪子X射线分析谱学

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华北克拉通中西部及周边地区瑞利面波相速度方位各向异性

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地球物理学报 2024年第8期67卷 2926-2945页

作者：钟世军吴建平司政亚中国地震局地球物理研究所北京100081 北京市地震局北京100080

利用“中国科学台阵探测”项目的密集流动台站以及区域固定台站的地震面波记录,采用程函面波成像方法,得到了华北克拉通中西部及周边地区14~100 s周期高分辨率的瑞利面波相速度方位各向异性分布图像.结果显示,鄂尔多斯块体内部中长周期(... 详细信息

利用“中国科学台阵探测”项目的密集流动台站以及区域固定台站的地震面波记录,采用程函面波成像方法,得到了华北克拉通中西部及周边地区14~100 s周期高分辨率的瑞利面波相速度方位各向异性分布图像.结果显示,鄂尔多斯块体内部中长周期(20~100 s)为大范围高速和弱各向异性分布特征,但在块体西南部区域各向异性明显增强,向东可一直延伸至108°E附近.我们认为,受青藏高原影响,鄂尔多斯块体西南部岩石圈已发生明显变形,高原扩张对鄂尔多斯块体的影响超出了止于六盘山逆冲推覆带的传统认识.在鄂尔多斯块体内部,长周期(80~100 s)的相速度显示高速区向中部和东南部区域收缩,各向异性强度在高速区外围明显增强,揭示了块体边界带的岩石圈在后期构造活动过程中已遭受不同程度的变形改造,厚度发生了不同程度的减薄.山西断陷带北部大同火山区附近,在20 s以上周期为显著低速异常,不同周期段各向异性存在明显差异,我们推测该区不同深度的各向异性差异与鄂尔多斯块体东北部岩石圈不同深度的几何形态以及青藏高原远程挤压效应有关.山西断陷带中南部区域,在20~60 s周期显示高速和近EW向快波方向,与鄂尔多斯块体中东部高速区具有较好的连续性,认为该区岩石圈仍保留部分原有华北克拉通岩石圈的属性.青藏高原东北缘地区不同周期相速度表现为明显的低速异常,快波方向呈现较为一致的NWW-SEE向分布特征,揭示了在高原下方壳幔介质变形连续一致,符合岩石圈垂直连贯变形模式.

关键词：鄂尔多斯块体山西断陷带青藏高原东北缘程函方程面波成像相速度快波方向

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钐钴永磁漂移管出气及质谱分析

真空科学与技术学报 2024年第9期44卷 791-796页

作者：关玉慧王鹏程刘顺明刘佳明孙晓阳谭彪王一刚朱邦乐李阿红李波吴小磊于永积邓昌东袁月散裂中子源科学中心东莞523803 中国科学院高能物理研究所北京100049 中国科学技术大学合肥230029

文章系统地阐述了同步气路法测量材料出气率的实验原理,首先实验测得钐钴永磁铁室温下不同时刻的出气率并给出及其拟合曲线,可预测更长时间钐钴所对应的出气率。其次,实验测得钐钴永磁铁漂移管样机的整体出气量,并与钐钴样品总出气量进... 详细信息

文章系统地阐述了同步气路法测量材料出气率的实验原理,首先实验测得钐钴永磁铁室温下不同时刻的出气率并给出及其拟合曲线,可预测更长时间钐钴所对应的出气率。其次,实验测得钐钴永磁铁漂移管样机的整体出气量,并与钐钴样品总出气量进行比对,分析夹气是导致漂移管样机出气量下降缓慢的主要原因,并提出改进方案。然后,对比不同状态下的残余气体成分,分析结果对于后续漂移管的加工提供改进思路。最后,计算了钐钴永磁漂移管应用于DTL1#物理腔引起的压强变化,为钐钴永磁漂移管的应用提供数据支持。

关键词：同步气路法钐钴出气率漂移管出气量残余气体分析钐钴永磁漂移管应用

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