Passively stabilized single-photon interferometer

A single-photon interferometer is a fundamental element in quantum information science. In most previously reported works, single-photon interferometers use an active feedback locking system to stabilize the relative phase between two arms of the interferometer. Here, we use a pair of beam displacers to construct a passively stable single-photon interferometer. The relative phase stabilization between the two arms is achieved by stabilizing the temperature of the beam displacers. A purely polarized single-photon-level pulse is directed into the interferometer input port. By analyzing and measuring the polarization states of the single-photon pulse at the output port, the achieved polarization fidelity of the interferometer is about 99.1 ±0.1%. Our passively stabilized single-photon interferometer provides a key element for generating high-fidelity entanglement between a photon and atomic memory.     

Quantum Secure Direct Communication Based on Authentication

We propose two schemes of quantum secure direct communication （QADC） combined ideas of user authentication [Phys. Rev. A 73 （2006） 042305] and direct communication with dense coding [Phys. Rev. A. 68 （2003） 042317]. In these protocols, the privacy of authentication keys and the properties of the EPR pairs not only ensure the realization of identity authentication but also further improve the security of communication, and no secret messages are leaked even if the messages were broken.     

高速切削过程中诱发绝热剪切带形成的热塑性剪切波

提出了高速切削过程中诱发绝热剪切带形成的热塑性剪切波的传播机理,针对锯齿形切屑中热望性区域内的塑性梯度变形特征、动量和能量耗散情况,建立了与切削条件相关的热塑性剪切波的传播模型及剪切带宽度模型.在此基础上,通过淬硬45钢的切削实验并结合改进的Johnson-Cook本构模型分析了热塑性剪切波的传播规律,并将剪切带宽度模型与已提出的DB模型、WR模型和DM模型做了对比,结果表明,由热塑性剪切波传播理论推导的剪切带宽度模型与实验结果较其他模型吻合较好.     

SnTiO_3:Mn~(4+)晶体中荷移激发态对EPRg和零场分裂D贡献的研究

构建了四方八面体(MnO6)8-络离子g因子和零场分裂D的完全高阶微扰公式.在这些公式中,除了中心离子Mn4+和配体离子O2-自旋-轨道耦合对g因子和D的贡献(双SO耦合参数模型)外,也考虑了荷移激发态(与电荷转移谱有关)与基态混合对EPR参量的贡献.用此公式算得SnTiO3:Mn4+的g因子和D与实验值较一致.而单SO耦合参数模型和双SO耦合参数模型获得的g因子和D较大地偏离了实验值.这说明SnTiO3:Mn4+晶体g因子的计算中荷移激发态与基态的相互作用不能被忽略.     

动态塑性试验技术

对动态塑性试验技术作了扼要综述。简单介绍了各种试验方法的基本原理及其应用范围,并评述了各自所具有的特点和不足之处。      

ZnCl2辅助制备FeNC催化剂:增加活性位点密度以提高氧还原活性

Fe、N掺杂的碳材料(FeNC)是最有希望取代贵金属用作氧还原反应的催化剂之一.然而,传统FeNC材料制备过程中所采用的高温碳化-蚀刻步骤会造成相邻Fe原子随温度升高而逐渐团聚,形成较大尺寸金属铁单质、铁氧化物或碳化物的聚集颗粒,并在后续酸刻蚀处理中被移出,铁元素损失严重,无法形成有效活性位点.同时高温下含N小分子物质也容易分解并从产物中逸出,导致N元素掺杂量较低.直接焙烧还加重了碳的团聚,造成材料内部孔道有限,比表面积低,活性位难以暴露于三相界面.因此,焙烧处理过程中如何形成Fe、N元素的高含量、均匀分散掺杂,同时构建大量内部联通孔道,是形成高活性Fe NC催化剂的关键.本文采用ZnCl2辅助焙烧方法制备出具有高活性位点密度和大材料孔隙率的Fe NC催化剂;通过TEM、N2吸附和XPS等一系列物理手段对所制备样品进行了形貌、结构及组成表征,提出了ZnCl2辅助催化剂合成机理;结合CV和LSV等电化学测试结果详细探讨了ZnCl2辅助方法对催化剂结构和催化性能的影响.普通共价盐ZnCl2在283–732°C的较宽温度范围内呈现熔融态,同卟啉铁(Fe Pc)碳化温度区间恰好匹配,可以辅助Fe NC催化剂进行元素掺杂和多级孔结构的构建.首先,在熔融状态下,过量的ZnCl2形成分支结构,阻止相邻Fe物种直接接触和聚集,有利于形成高度分散的FeNx活性位点.其次,熔融的ZnCl2像盖子一样包封住催化剂前驱体,避免了挥发性含N小分子的快速逸出,使得N原子在高温下有可能重新在碳骨架中形成掺杂,有助于在材料中保留更高比例的活性N物质.在ZnCl2的辅助下碳化Fe Pc得到的Sphere-FeNC样品具有高达4.37%的总N含量,并且Fe-Nx含量也高达0.71%,分别是不使用ZnCl2制备的对比催化剂FeNC-none的3.2和13倍.同时, ZnCl2辅助合成方法将Fe NC材料的比表面积增加4.5倍,总孔体积增加7倍.三电极氧还原反应性能测试表明, Sphere-Fe NC在碱性和酸性介质的初始电位分别为1.080和1.015 V(vsRHE),半波电位分别为0.906和0.799 V (vs RHE),活性优异.以Sphere-FeNC为阴极催化剂组装的单电池功率达到0.72 W mg–1,高于已报道的Fe NC和Pt/C催化剂.因此, ZnCl2辅助焙烧碳化的方法可以作为一种普适手段用于构建具有高密度活性元素掺杂和大量微孔介孔分布的碳基催化材料,并应用于各类催化反应.     

利用YBJ-ARGO实验研究太阳2005年1月16日—20日爆发期间宇宙线变化

分析了2005年1月15日至27日的YBJ-ARGO-SPT实验数据, 观测到了期间由太阳耀斑引起的宇宙线福布什下降, 与其他观测手段的观测结果一致. 根据次级粒子多重数的不同, 分能区进行了讨论, 发现在同一观测地点, 福布什下降幅度随能量升高而变小. 这是第一次在同一观测地点分能区对太阳活动期间宇宙线福布什下降的观测结果, 与理论预期相符合.     

高速切削锯齿形切屑内绝热剪切带微观特征研究

使用光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射、SEM、TEM等方法对高速切削30CrNi3MoV高强度钢锯齿形切屑中第一和第二变形区内形成绝热剪切带和白层进行了观察和研究。结果表明,形成了两种形式的绝热剪切带,即低速下形成的形变带和高速下形成的转变带。转变带内的硬度高于形变带和切屑基体。X射线衍射表明白层内发生了马氏体相变。TEM观察发现,形变带内为经历了大塑性变形的回火马氏体组织。转变带是由尺寸为50～100 nm的等轴晶组成,绝热剪切带形成过程中发生了动态再结晶。     

光学腔增强Duan-Lukin-Cirac-Zoller量子记忆读出效率的研究

量子中继是长距离纠缠分发的关键组成部分,而基于原子系综存储的读出效率是量子中继能否实用化的一个重要指标.本文利用冷原子系综中的自发拉曼散射过程产生Duan-Lukin-Cirac-Zoller量子记忆,在原子系综周围搭建环形腔,增强光与原子相互作用,从而提高读出效率,然而,腔内原子的能级分裂使量子记忆的读出效率降低.本文研究了读出效率随读光相对于原子共振线失谐量的变化关系.结果显示:当读光的失谐量为80 MHz时,本质读出效率为45%,这时腔对读出效率的增强倍数为1.68倍.