大连理工大学 化工学院 化学系, 精细化工国家重点实验室, 大连 116024
燃料电池能够将化学能转化为电能, 是一种绿色高效的能量转换装置, 但是受到阴极氧还原反应(ORR)动力学迟缓的限制, 燃料电池需要使用Pt等贵金属作为催化剂, 这就导致其成本显著增加。碳基负载单原子催化剂(C-SACs)展现出高原子利用率和高选择性等优异性能。另外, C-SACs在不同pH环境下都显示出优异的ORR催化活性, 被视为贵金属催化剂的经济替代品。本文介绍了近年来提升C-SACs的 ORR催化性能的策略, 包括选择不同种类的金属中心原子, 调控金属中心的配位结构以及对载体进行杂原子掺杂。同时介绍了这些C-SACs在旋转盘电极和电池器件中的性能。最后对C-SACs在实际应用中的可行性以及潜在的挑战进行了展望和总结。
单原子催化剂 氧还原反应 配位环境 杂原子掺杂 综述 single atom catalysts oxygen reduction reaction coordination environment heteroatomic doping review
大连理工大学 化工学院, 化学系, 大连 116024
单原子催化剂(SACs)以近100%的原子利用率以及优秀的催化活性等, 在促进多相催化方面受到了广泛关注。然而, 由于金属原子在高温下易烧结, SACs的合成仍然具有挑战性。本研究利用熔融盐(MS)提供的强极性环境, 制备了以氮掺杂碳为载体的铁基单原子催化剂(Fe SA-NC)。结果表明, Fe SA-NC显示出蜂窝状的多孔形貌, 比表面积高达2072 m2·g-1, 其中Fe元素的重量百分比含量为0.57%。通过球差电镜直接观察到了孤立存在的Fe单原子, 并通过X射线吸收精细结构(XAFS)分析确定Fe单原子以Fe-N4配位体形式分散在碳基材料上。Fe SA-NC催化剂在0.1 mol/L KOH 溶液中半波电位为0.85 V, 极限电流密度为5.79 mA·cm-2, 优于商业Pt/C催化剂。Fe SA-NC催化剂不仅对ORR四电子途径显示出高选择性(H2O2产率<2%, 转移电子数为3.9), 同时表现出优秀的抗甲醇性能。
单原子催化剂 多孔 氮掺杂碳 氧还原反应 single atom catalyst porous nitrogen-doped carbons oxygen reduction reaction
量子光学与光量子器件国家重点实验室(山西大学), 山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
基于Hanbury Brown-Twiss (HBT)实验, 我们借助于两个单光子计数模块, 一个50／50分束器和一个快速计数卡(FastCom-P7888)研究了不同光场的二阶相干度。我们首先制备了脉冲相干光, 连续相干光以及单原子发出的单光子源, 并测量这几种不同光场的二阶相干度g(2)(τ)。我们通过测量俘获在磁光阱(MOT)和远失谐偶极阱(FORT)中的单原子在近共振连续激光激发下所辐射的荧光的二阶相干度,分别得到了g(2)(τ=0)=0.08和g(2)(τ=0)=0.09, 借助于实验中产生的脉冲光与单原子, 接下来我们将进行触发式单光子源的实验研究。
二阶相干度 脉冲相干光 单原子 光学偶极力阱 the second order degree of coherence coherent pulse laser single atoms optical diople trap
浙江师范大学 凝聚态物理研究所， 浙江 金华 321001
对一维完整单原子链的晶格振动、加入杂质原子后的晶格振动与局域振动模的分布情况以及在自由边界条件下的晶格振动进行了研究。首先介绍了在完整晶格情况下的晶格振动，对一维单原子链进行讨论，并给出明晰的晶格振动图像。然后对完整晶格进行掺杂处理，详细讨论了杂质原子对一维单原子链的晶格振动的影响和杂质所引起的局域振动情况。最后对自由边界条件下一维单原子链的晶格振动进行了讨论。
一维单原子链 杂质 晶格振动 局域模 one-dimensional atomic chain impurity lattice vibration localized model
量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西大学光电研究所, 山西, 太原 030006
在采用磁光阱实现单个铯原子俘获的实验中, 运用无调制偏振光谱方法将光栅外腔半导体激光器(提供冷却/俘获光)的频率锁定在铯原子6S1/2 F=4→6P3/2 F′=5的超精细跃迁线上。采用偏振光谱技术得到的类色散曲线作为鉴频信号, 并同时对光栅外腔半导体激光器的电流调制端口和光栅外腔的压电陶瓷电压调制端口进行反馈, 以拓展反馈环路的带宽, 实现激光器的频率锁定。与通常的饱和吸收光谱稳频技术相比, 激光频率锁定之后的频率稳定度得到了明显改善。在取样时间τ=300 s时, 阿仑方差σy(τ)=4.6×10-12。
外腔半导体激光器 偏振光谱 稳频 反馈环路带宽 单原子磁光阱
华南师范大学信息光电子科技学院，广东省光子信息技术重点实验室，广东 广州 510006
单原子脉塞和单原子激光是腔量子电动力学研究的重要实验平台。本文综述关于几类单原子脉塞和单原子激光的研究工作，包括德国Walther小组的单原子脉塞、超冷原子注入的单原子脉塞，法国Haroche小组的腔量子电动力学系统、注入原子的单原子激光、以及囚禁原子和囚禁离子的单原子激光。我们介绍相关的理论工作、实验系统、以及主要结果。
量子光学 腔量子电动力学 单原子脉塞 单原子激光 quantum optics cavity QED one-atom maser one-atom laser
根据Hardy能流密度公式、Kubo热导率公式,推导了纳米单原子链的热传导系数公式,并进行了数值计算.研究结果表明,纳米原子链的热传导系数小于无限长原子链的热传导系数,并且纳米原子链的长度越短,则热传导系数越小.这些现象可以作如下解释:原子链可以看作是一维晶格,格波在到达原子链端点时会发生反射,而改变了格波的能量传播方向,使能流密度降低,从而使纳米原子链的热导率小于无限长原子链的热导率.并且原子链越短,格波在到达原子链端点的过程中衰减越小,从而使反射格波的能流密度越接近于入射格波的能流密度,使能流密度更为降低,从而使纳米原子链的热导率更小.
纳米单原子链 热传导 久保公式 格林函数 关联函数 原子与分子物理学报
2006, 23(4): 651
根据戴逊方程,推导了纳米单原子链的位移-位移Green函数,并得到了声子占有数表象中原子位移与哈密顿的表达式.在这些结果的基础上,应用微扰理论,推导了热膨胀和热膨胀系数的计算公式,并进行了数值计算.研究结果表明,在有限温度下,纳米单原子链中靠近两端的原子间距的热膨胀大于内部的原子间距的热膨胀,而原子链中靠近两端的原子间距的热膨胀系数小于内部的原子间距热膨胀系数.原子链的长度越短,则所有原子间距热膨胀的平均值越大,而原子链的热膨胀系数越小.
纳米单原子链 热膨胀 振动 微扰理论 Monatomic nanochain Thermal expansion Vibration Perturbation theory 原子与分子物理学报
2005, 22(3): 505
用解密度矩阵主方程的方法研究了在原子与场相互作用期间考虑腔损耗情况下规则注入的单原子微激光.通过数值模拟给出了有损耗情形注入率r与腔损耗系数c之间应满足的阈值条件,并讨论了不同腔损耗对稳态光子数分布和平均光子数的影响.
单原子微激光 腔损耗 阈值条件 光子数分布
量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所,山西,太原,030006
本文简要介绍了实现量子信息的几种可能方案,特别是腔QED方案的背景、特点、主要困难和目前的进展,同时介绍了山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室在这方面的实验进展.
量子信息 腔量子电动力学 单原子 单光子 quantum information cavity QED single atoms single photons
