14-47.doc
2015-01-09

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发展规划处 第47期(总第814期)

老教授协会 (开阔思路追求一流) 20141110


兄弟单位动态与信息15


物理所 高次谐波光谱中的全量子轨道映射研究获进展



  中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室魏志义研究员领导的研究组近年一直致力于阿秒激光高次谐波产生的研究,他们不仅观察到了高次谐波光谱中的复杂结构【Opt.Express 19, 17408(2011)】,并且首次在国内测量到了单个阿秒激光脉冲【Chin.Phys. Lett., 30(9), 093201(2013), Opt. Express21, 17498 (2013)】。

  最近,该研究组的博士研究生叶蓬在滕浩副研究员、贺新奎副研究员及魏志义研究员的指导下,利用他们自己组建的阿秒激光装置,实现了电子波包在自由态的各条量子轨道上的直接定位,获得了全量子轨道分辨的高次谐波谱,研究结果发表在《物理评论快报》【PhyRev Lett,113, 073601 (2014)】上。


物理所 关联拓扑绝缘体和关联拓扑晶体绝缘体研究获进展

 中国科学院物理研究所翁红明副研究员、方忠、戴希研究员指导博士后赵建洲和博士生王志俊通过LDA+GLDA+DMFT计算,首次提出关联拓扑晶体Kondo绝缘体,并预言YbB12是实现这类新型拓扑量子态的材料。不同于拓扑绝缘体,拓扑晶体绝缘体是由晶体对称性保护的拓扑态。目前已经有实验观测证实了YbB6的拓扑特性,譬如Sci.Rep. 4, 5999 (2014)arXiv:1405.0165等。

  研究成果发表在《物理评论快报》【Phys.Rev. Lett. 112, 016403(2014)】上,并被选为封面文章。


物理所 石墨烯摩尔超晶格研究取得系列进展

  最近,中科院物理研究所《自然材料》、《自然纳米技术》、《自然物理》、《自然通讯》刊登了系列研究成果。针对石墨烯/氮化硼异质结构,他们系统研究了氮化硼基底调制下的摩尔超晶格以及相关物理现象,为石墨烯能带及电子学性质调控提供了新思路。

为得到石墨烯/氮化硼异质结构,纳米物理与器件实验室张广宇研究员、时东霞研究员、杨蓉副研究员、博士生杨威、史志文、卢晓波等发展了一种气相外延技术,国际上首次在六方氮化硼基底上外延了大面积单晶石墨烯,使石墨烯和氮化硼之间的晶格相对转角为零。在输运测量中,他们观察到超晶格子带以及磁场下形成的超晶格朗道能级。他们和美国加州大学伯克利分校王枫教授、史志文博士等合作,利用红外光谱的实验手段,研究了这种摩尔超晶格的本征带隙以及氮化硼基底对石墨烯摩尔超晶格中的电子赝自旋的调控。


物理所 铁基超导材料拓扑性质研究取得进展

  中科院物理研究所胡江平研究员和博士后郝宁宁通过晶体对称性分析和基于d-p轨道杂化的微观分析给出了体态FeSe到单层FeSe的电子结构演化图像,这种衬底对电子结构的重正化图象符合近来实验上的对不同衬底系统化研究所得到的结果。他们进一步发现,当M点附近这个可以被衬底调制的新带隙具有和d轨道内禀的自旋轨道耦合相同的量级时,M点的能带可以发生反转,体系会发生拓扑相变。该研究结果首次提出了拓扑性质在铁基超导材料中的可能体现。这一成果发表于Phys.Rev. X 4, 031053 (2014)


物理所等 单层和双层FeSe薄膜不同电学性质研究获进展

   清华大学周兴江研究组的刘旭、刘德发何少龙等人与薛其坤研究组/马旭村研究组的张文浩等人合作,利用角分辨光电子能谱,对单层和双层FeSe/SrTiO3薄膜的电子结构随真空退火的演变进行了详细的比较研究。这一结果与之前的扫描隧道谱观察到的结果一致。接着,对双层FeSe薄膜进一步进行系统的真空退火测量,结果表明,一方面,双层FeSe薄膜在经过长时间的真空退火后,表现出从起始的N相向S相转变的迹象。但另一方面,双层FeSe薄膜通过真空退火实现从N相到S相的转变远远比单层FeSe薄膜困难。

  该研究结果发表在《自然-通讯》杂志上【NatureCommunications 5, 5049(2014)】。

 

物理所 偏振不敏感的表面等离激元三维聚焦研究获进展



  中国科学院物理研究所李家方副研究员、李志远研究员与微加工实验室的顾长志研究员合作,在偏振不敏感的表面等离激元三维聚焦方面的研究获得进展。合作团队提出了一种对线偏振方向不敏感的、表面具有螺旋型金属微光栅的空心圆锥结构(spiraltaper)。由于螺旋微光栅的周期与表面等离激元的波长相匹配,使得线偏振光激发的表面等离激元传播至圆锥顶端时,两侧的表面等离激元具有π相位差,这样,原本相互抵消的等离激元场就产生了聚焦效果。

相关工作发表在20147月一期的Laser& Photonics Reviews8,602609(2014)上。

 

近代物理所实现CSR原子核质量精确测量

 中科院近代物理所利用兰州重离子冷却储存环CSRe,首次测量了短寿命核素51Co的质量,利用新的质量数据研究了pf壳原子核同位旋非守恒相互作用的影响。结果发表于PhysicsLetters B 735 (2014)327-331

实验中发现,离子在飞行时间探测器上产生的信号幅度和离子所带电荷有直接关系。基于这个发现,科研人员发展了一种新的离子鉴别方法,在IMS中首次实现了储存离子的电荷分辨,从而测量了短寿命核素51Co的质量。通过其质量过剩值ME(51Co)=27,342(48)keV,可以得到其单质子分离能Sp(51Co)=+142(77)keV


化学所 提出研究贵金属单原子催化机理新方法

  中科院化学研究所尝试将单个贵金属原子负载到有限数目原子形成的团簇上,使用高分辨率质谱技术,在单一原子量分辨水平上测量团簇单原子催化剂的反应性,取得了系列研究进展。研究发现,将单个金原子负载到廉价金属氧化物团簇上,金可以高效俘获一氧化碳分子并将其传送到团簇载体上进行氧化,金通过氧化价态的极性反转有效存储反应中释放的电子,因而极大地提高了体系的反应活性(J.Am. Chem. Soc. 2014, 136,3617J.Phys. Chem. Lett. 2014, 5,1585)。进一步,在团簇体系中引入活性氧物种,结合同位素取代实验,研究人员明确观测到了单个金原子的催化反应性(J.Am. Chem. Soc. 2014, 136,14307)。还发现团簇负载的单个铂原子能够有效活化特别稳定的甲烷分子(Angew.Chem. Int. Ed. 2014, 53,9482)。


 化学所 新型光学探针与活体荧光成像分析研究获进展

  性能优良的光学探针是构建光学传感与活体成像分析方法的物质基础。中国科学院化学研究所活体分析化学实验室课题组长期从事该方面的研究,并取得了一系列的成果(Angew.Chem. Int. Ed., 2012, 51, 6432; Chem. Commun., 2013, 49, 502-504Sci.Rep., 2013, 3, 2830;Anal. Chem., 2014, 86, 6115;Anal. Chem., 2014,86, 7719);其中,该课题组20多年的有关光学探针设计策略方面的研究应ChemicalReviews 杂志的邀请撰写了系统的综述论文(Chem.Rev., 2014, 114,590-659),具有可变的π-共轭结构光学探针应邀撰写了FeatureArticle (Chem. Commun., 2012, 48,8732-8744)。该课题组还研究了热休克过程中溶酶体的pH与温度的变化关系。相关结果发表在Angew.Chem. Int. Ed. (2014, 53,10916-10920)上。


 化学所 在新型细胞原位荧光探针研究中取得进展


中国科学院化学研究所光化学院重点实验室的课题组多年来致力于荧光传感材料的设计合成及其新型器件的研究,在前期对三芳基硼化合物的特性研究基础上,通过荧光显微成像及荧光寿命显微成像等技术,研究人员利用该荧光探针研究了NIH/3T3细胞中ATP的分布及浓度。

相关研究结果发表于《德国应用化学》(Angew.Chem. Int. Ed.2014, 53 (30), 7809-7813.)。

武汉物数所 新型类石墨烯二维晶体材料—锗烯的研究获进展

中国科学院武汉物理与数学研究所秦志辉副研究员带领博士研究生卢双赞与中科院物理所高鸿钧院士研究组合作,在新型类石墨烯二维晶体材料——锗烯的制备研究方面取得新进展。在金属基底Pt(111)上通过精细优化外延生长条件成功制备出锗的二维蜂窝状结构,首次实验上验证了“单层起伏的锗蜂窝状结构可以稳定存在”的理论预言。

研究结果与物理所以共同第一作者单位合作发表在AdvancedMaterials2014264820)杂志上。

秦志辉副研究员在2014年石墨烯研究最新进展国际会议上,通过Poster将该研究成果向大会进行了展示,并获得了大会评选出的BestPoster Award”


武汉物数所一氧化碳转化反应机理的核磁共振研究获进展



  中科院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室邓风研究组,在一氧化碳直接与苯烷基化生成甲苯的研究方面取得新进展,相关研究结果在《化学通讯》(ChemicalCommunications)上在线发表。

在前期工作中,该研究组利用原位核磁共振技术结合其他多种谱学技术,揭示了沸石分子筛催化剂上甲烷、一氧化碳活化与转化的反应机理(Angew.Chem. Int. Ed.2012, 51, 3850Chem.Sci.2012, 3, 2932J.Am. Chem. Soc.2013, 135, 6762J.Phys. Chem. C,2013, 117, 4018)


武汉物数所在沸石分子筛主客体相互作用研究中取得进展



中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室邓风研究组在用13C-27AlNMR新方法研究沸石分子筛与吸附分子主客体相互作用方面取得新进展。

相关研究结果发表在美国化学会的J.Phys. Chem. Lett.2014,5, 3068)杂志上。


武汉物数所在量子气体临界性理论研究中取得进展

中科院武汉物理与数学所管习文研究员与香港中文大学周琦教授合作,在关于冷原子量子多体系统中的两体关联和临界性的研究中取得了新进展,研究结果10月发表于《自然·通讯》(NatureCommunications)文章中,他们发现TanContact 的二体短程关联和多体临界现象之间存在深刻的内在关系。通过普适的热力学微分形式,建立了TanContact 与热力学量及超流密度之间的直接关系。此外,他们还发现TanContact 本身可给出连续量子相变的普适的临界行为。这些结果将拓展TanContact 在冷原子实际实验测量的应用。


半导体所等 在量子比特退相干研究中获得新发现


在中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室李树深院士的研究组中,博士生马稳龙香港中文大学刘仁保教授、北京计算科学中心赵楠研究员合作,在Si:P系统量子比特的退相干研究方面取得了新的理论发现,并被英国伦敦大学JohnJ.L. Morton教授的实验组所证实,理论和实验的工作一起9月发表在Nature子刊系列《自然·通讯》上。


半导体所 设计出大功率量子阱激光器宽谱光源

中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室潘教青研究员在指导研究生从事大功率激光器研究中,设计并实现了一种含隧道结构的大功率量子阱激光器宽谱光源。其初步研究结果发表在AppliedPhysics Letters, vol. 104, p.251101, 2014)上。

该研究报道被国际杂志NaturePhotonics201491日出版)作为十大“亮点论文”进行了报道,称该项研究对超短脉冲光源和多波长调谐光源方面的研究具有重要意义。


上海硅酸盐所等 提出“半晶态”物质状态的新概念

  中国科学院上海硅酸盐研究所张文清研究员与华东师范大学柯学志教授、美国华盛顿大学JihuiYang教授合作,通过基于第一性原理的计算并结合相关实验,提出了复杂体系中由于化学键的复杂性,存在“半晶态”的物质状态(part-crystalline)的新概念,并以Cu3SbSe3和填充方钴矿为例展示了这种思想。

  相关成果发表于《美国科学院院刊》DOI:10.1073/pnas.1410349111)杂志。

上海光机所 低维受限光学谐振腔研究取得进展

  中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室张龙研究员、董红星博士领衔的光学微腔研究小组在光学谐振腔研究领域取得新进展。研究首次实现了四边类波导光学谐振腔低温调制光谱及紫外激光输出,成功解析非规则六边形回音壁微腔对低维光场的调制分布。研究结果被国际期刊Adv.Optical Mater. 2014, DOI:10.1002/adom.2014;和J.Mater. Chem. C, 2014, DOI:10.1039/C4TC01相继报道。


在单原子层材料中首次观测到压电电子学效应

美国佐治亚理工学院和中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士的研究组与美国哥伦比亚大学的JamesHone研究组合作,首次在二维单原子层材料二硫化钼中实验观测到压电效应和压电电子学效应,并首次成功实现利用单原子层压电半导体材料受应力/应变作用而产生的压电极化电荷对制得的压电电子学晶体管中的载流子输运进行有效调控。在这项研究中,还首次实现了在单原子层尺度从机械能到电能的转化过程。

论文于1015日在线发表于英国Nature》(自然)杂志。审稿人评价该工作为“具有高度原创性和极其重要的意义”(Thiswork is highly original and significant),“在柔性电子学中具有重要应用”。


强磁场中心 设计出适用于低温强磁场下的“蜘蛛马达”

  中国科学院强磁场科学中心陆轻铀教授课题组设计出一款超简单、高紧凑的压电步进器,取名“蜘蛛马达(SpiderDrive)”。该压电步进器仅使用单个压电扫描管即可同时实现强力步进和扫描的功能,并适合工作于极端环境中,大大降低了扫描探针显微镜的加工和组装难度。课题组对该发明设计已提交了专利申请。

  结果表明,该系统可在15.0T的磁场中工作(最新测量场强达到17.6T)。该项设计成果已发表在Ultramicroscopy上(147(2014) 133–136)。


理化所发现电场诱导的液态金属射流基础现象及其用途

刘静研究员及何志祝博士带领的中国科学院理化技术研究所研究小组,首次发现了一种独特的极低电压诱发的液态金属射流现象,为金属微滴乃至固体颗粒的快速制备和精确操控打开了一条新途径,相应论文发表于美国物理学会《应用物理快报》(Fanget al, Applied Physics Letters,105: 134104, 2014)。文章第一作者为来理化所进行暑期实习的清华大学钱学森力学班大三学生房文强

  此项工作源于刘静团队十余年来在液态金属领域的持续探索和积累。此前,团队曾发现手动操控下的液态金属经毛细管注入特定溶液中时会自动离散成大量的金属液滴,由此建立了一种无槽道式快速制备金属微粒的方法(Yuet al., AdvancedEngineering Materials, 16:255, 2014封面文章)。与此同时,团队还首次发现电场控制下液态金属可在各种形态及运动模式之间发生转换的多变形现象(Shenget al., AdvancedMaterials, 26: 6036,2014,封面文章),并建立了系列调控液态金属变形的方法。

 

广州地化所 光催化/光电催化杀菌机理研究取得进展

中科院广州地球化学研究所博士生孙红卫及其导师安太成研究员和李桂英副研究员,利用TiO2纳米管作为光阳极,以大肠杆菌作为目标微生物的代表,系统研究了该体系中光催化/光电催化杀菌的机理。该研究证明光催化/光电催化体系中生成的高浓度活性氧物种是其杀菌作用的关键。

成果已发表在EnvironmentalScience & Technology 杂志上 (2014,48 (16), 9412-9419)


科学家 揭示来自经典新星的高能伽马射线的产生机制

  由美国密西根大学LauraChomiuk博士领导、中科院上海天文台客座研究员杨军博士(瑞典Onsala天文台)等研究团队,在新星伽玛射线辐射问题的观测研究中取得了重要进展,揭开了来自经典新星的高能伽马射线的产生机制。并在英国Nature》(自然)杂志2014108日发表论文公布了这一研究成果。

  新星是一类激变变星,由双星系统中的白矮星吸积来自伴星的物质而引起的热核反应,在此过程引发大量的物质抛射,并伴有剧烈光度变化。

金属所制备多种复合结构的锰氧化物纳米复合薄膜

  中科院金属研究所王占杰课题组,采用脉冲激光沉积方法,自组装生长模式,制备多种复合结构的锰氧化物纳米复合薄膜;通过控制锰氧化物纳米复合薄膜的微结构,实现了温度区域可调的巨大的低场磁电阻效应。结果发表于IEEETransactions on Magnetics, 50(2014),AdvancedFunctional Materials,24(2014)


苏州医工所在电子束光刻工艺方面取得进展



中科院苏州生物医学工程技术所张志强博士提出了几种采用化学修饰的方法来调节HSQ与基底的粘附力的方法。研究表明,HSQMPTMSPDDA修饰的金基底表面的粘附力大大提高。而对于硅,铬,铜,和ITO基底,APTESPDDA的效果最好,APTES对于钼基底的效果最好。该方法提高了HSQ在多种基底上的粘附力的方法,扩大了HSQ的应用范围,尤其是在金表面的应用具有很大的前景。

相关成果已发表在微电子领域专业杂志MicroelectronicEngineering,2014, 128(5), 59-65上。

 

上海技物所自主研制的太赫兹量子级联激光器实现激射

中科院上海技术物理研究所首次自主研制的太赫兹量子级联激光器成功实现激射。激光器经法国国家科学研究中心基础电子学研究所测试,激光频率为2.5THz,最高工作温度为73K,输出功率为5mW;器件性能与英国剑桥大学研制的同样采用“束缚态至连续态跃迁”有源区设计方案的激光器水平相当。

上海技物所中科院“百人计划”徐刚毅研究员在201410月举行的第十二届中红外光电子材料与器件国际会议上做了特邀报告,并在会上介绍了这一成果。


上海技物所发现一种太赫兹波段室温新光电导现象



  中国科学院上海技术物理研究所黄志明研究员团队研究发现并提出一种太赫兹波段室温新光电导现象:当外部电磁波(光子)入射到器件上,将在半导体材料中诱导势阱,从而束缚来自于金属中的载流子,使得材料中载流子浓度发生改变。黄志明团队成功制备出相关器件,并通过实验证明了所提出理论的正确性。

  有关研究结果已于91日在线发表在AdvancedMaterials(DOI:10.1002/adma.201402352)上。


上海应物所揭示自组装DNA纳米结构的细胞过程



   中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室及上海光源生物成像中心樊春海黄庆研究员合作,应用一系列先进的细胞显微成像技术并结合生物化学手段,清晰展示了一类自组装DNA四面体结构在活细胞中的摄取与转运过程,为其在药物载运和治疗方面的应用奠定了良好的基础。相关研究结果以封面论文的形式发表于《德国应用化学》杂志(Angew.Chem. Int. Ed.2014, 537745-7750)。

 

大连化物所在海洋生物多糖材料研究中取得进展

  中国科学院大连化学物理研究所生物医用材料工程组在海洋生物多糖材料的应用研究方面取得新进展,该研究成果以封面文章形式发表在MacromolecularRapid Communications(2014,18,1606-1610.上。

  在对海洋多糖材料深入研究的基础上,首次发现了海藻酸钠形成的聚合物具有抑制胰蛋白酶酶解这一新的生物学特性。该聚合物通过缠绕包裹作用束缚蛋白酶,阻止其与底物的接触,从而实现抑制酶解作用。


生物物理所揭示肝纤维化的分子机制



  89日,国际肝病学杂志Journalof Hepatology在线发表了中科院生物物理研究所秦志海研究组关于钙结合蛋白S100家族分子S100A4促进肝脏纤维化的新进展,首次揭示了S100A4分子能通过激活肝星形细胞(HSCs)来明显促进肝脏纤维化的进程。


生物物理所揭示CCP6蛋白调控血液巨核细胞谱系发育的机制

  1020日,实验医学杂志Journalof Experimental Medicine在线发表了中国科学院生物物理研究所范祖森研究组与田勇研究组合作的的研究论文,首次报道了胞内羧肽酶CCP6及其调控的Mad2蛋白的多聚谷氨酸化修饰对造血谱系发育中骨髓巨核细胞成熟具有重要的调控作用。

  范祖森研究员和田勇研究员为本文的共同通讯作者。范祖森研究组的副研究员叶步青、助理研究员李翀及博士研究生杨昭为本文的共同第一作者。


生物物理所等发现囊泡转运再循环过程中细胞膜重塑机理

  1013日,一期的DevelopmentalCell上发表了中科院生物物理研究所孙飞研究组与合作研究单位关于囊泡转运再循环过程中ACAP1分子重塑细胞膜机理的新研究成果。第一作者孙飞组助理研究员庞效云。

  孙飞研究组与哈佛医学院VictorHsu研究组、香港城市大学范俊研究组合作,通过冷冻电镜、X射线晶体学、分子动力学、生物化学和细胞生物学等多种技术手段,发现该结构单元在胞吞再循环过程中采用了不同于之前已知的两类细胞膜重塑机制,并对该机制的详细分子机理进行了解析。

 

生物物理所基于光致电子转移扩展荧光蛋白的传感性质



  911日,美国化学会杂志JACS在线发表了中科院生物物理研究所王江云研究组的最新研究成果——《基因编码非天然氨基酸作为光致电子转移探针扩展荧光蛋白的传感性质》。该研究利用基因密码子扩展技术,实现了在活细胞中编码一系列卤代酪氨酸(3-氯代酪氨酸(ClY)、3,5-二氯代酪氨酸(Cl2Y)、3,5-二氟代酪氨酸(F2Y)、2,3,5-三氟代酪氨酸(F3Y)、2,3,5,6-四氟代酪氨酸(F4Y)),在荧光蛋白中实现了大分子中的光致电子转移现象,基于光致电子转移原理发展了对pHMnIII)敏感的荧光传感器。

  

生物物理所 在肿瘤药物靶向输送研究中取得进展

 930日,PNAS杂志在线发表了中科院生物物理研究所阎锡蕴课题组在肿瘤药物靶向输送领域的最新成果。这是他们继发现纳米酶(NatureNanotechnology 2007)并将其应用于肿瘤诊断(NatureNanotechnology 2012)之后,又一次将纳米材料的新特性应用到肿瘤靶向治疗。

  阎锡蕴课题组依据人体天然铁蛋白独特的壳核结构,仿生合成了24聚体铁蛋白纳米粒子,其外壳直径12nm,内腔为8nm,能有效装载化疗药物阿霉素。  


上海生科院 发现乳腺干细胞的细胞表面标记基因

  1019日,国际学术期刊《自然》(Nature在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所/细胞生物学国家重点实验室曾艺研究团队的研究成果——Identificationof Multipotent Mammary Stem Cells by Protein C ReceptorExpression。该研究成果首次发现乳腺中的多能干细胞,“刷新”乳腺干细胞性质的现有理论,以干细胞为切入点,为靶向治疗乳腺癌提供了新思路、新靶点,奠定乳腺癌干细胞治疗应用的基础。


上海生科院揭示CK2调控组织生长的双重作用

  1018日,国际学术期刊Journalof Biological Chemistry在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所张雷研究组关于HippoHpo)信号通路调控机制的最新研究成果,揭示了激酶CK2在调控组织生长方面具有双重作用。

  在张雷研究员的指导下,博士研究生胡连鑫、黄宏龄李进慧等人利用果蝇作为模式生物发现,CK2能够增强Wts的活性,通过促进WtsYki的磷酸化抑制组织生长。


上海生科院发现系统研究蛋白质降解组的新方法

  916日,国际期刊CellResearch在线发表了中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学所胡荣贵课题组的新成果,文章中报道了一种基于双荧光的蛋白质组水平检测蛋白质稳定性变化的方法,以及利用该方法系统地研究了化疗药物蛋白酶体抑制剂硼替佐米的药物作用及其肿瘤细胞产生耐药性的可能机理。

   文章第一作者于涛等结合流式细胞仪(FACS)和DNA芯片技术,开发了一种可以在蛋白质组水平相对定量检测蛋白质稳定性的技术,即ProTA

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