资讯汇总23期：【科技周报】反铁磁多层膜全电学调控实现

资讯汇总 2024.06.2123期 【科技周报】反铁磁多层膜全电学调控实现 摘要: 上海微系统所研制出光子数可分辨的超高速光量子探测器。中国科学院上海微系统与信息技术研究所李浩与尤立星团队利用三明治结构超导纳米线、多线并行工作的方式，发展出最大计数率5GHz、光子数分辨率61的超高速、光子数可分辨光量子探测器。该探测系统的性能指标有望支撑深空激光通信、高速率量子通信以及基础量子光学实验等应用。相关研究成果发表于《PhotonicsResearch》期刊。 【资本市场动态】民营火箭公司天兵科技完成超 15亿元C轮新增融资 2024.06.17 【双碳周报】国内试点碳市场周交易总量有所上涨 2024.06.17 【科技周报】无疲劳铁电材料有望实现存储器无限次数擦写 2024.06.14 【双碳周报】国外碳市场碳配额交易价格集体下降 2024.06.13 【上海产经观察】中国大模型评测竞技场 CompassArena正式启动 2024.06.12 往期回顾 上海药物所在磺酸化神经节苷脂寡糖库合成及糖密码解析方面获进展。中国科学院上海药物研究所李铁海课题组研究通过整合化学合成与酶促合成方法突破复杂糖链制备难题，实现了65个磺酸化和非磺酸化神经节苷脂寡糖所组成糖库的有效合成，并采用高通量的糖芯片技术解析了该寡糖库与多种疾病相关蛋白之间的结构功能关系。相关研究成果发表于《NatureChemistry》期刊。 反铁磁多层膜全电学调控实现。安徽大学王守国团队利用超高真空分子束外延系统，成功制备具有垂直磁各向异性的单晶外延多层膜。研究团队通过多种晶体结构表征技术手段并结合微磁学模拟揭示了单晶层中外延应力的各向异性，是在室温下形成较强交换偏置效应的主要原因，并以此为基础进一步优化样品结构，实现了垂直交换偏置效应的全电学调控。这项研究工作为单晶薄膜材料的高质量制备打下了基础，在阐明相关物理机制的同时，为电学调控反铁磁多层膜材料及器件的关键特性提供了可行的技术方案。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。 重庆研究院等在单原子催化剂第一壳层配位微环境精准调控方面获进展。中国科学院重庆绿色智能技术研究院生态修复与生态工程研究中心陈明与深圳大学陈嘉平合作，报道了“4+1”合成策略精准调控FeSACs（新兴单原子催化剂）第一壳层配位微环境，以选择性生成高价铁氧化物物种【Fe(IV)=O】的工作。该成果提供了高效、低成本、绿色和可持续的类芬顿催化技术，为水污染控制研究提供了新思路。相关研究成果发表于《ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences》期刊。 研究实现高效太阳能光电催化辅酶再生。中国科学院大连化学物理研究所李灿院士、丁春梅等通过耦合硫化镍电催化剂和分子催化剂，实现同时高效光电催化NAD（P）H辅酶再生，并揭示了其中的协同质子耦合电子转移机制，仿生模拟了酶催化NAD（P）+还原功能等。这一成果为后续耦合酶催化暗反应构建集成人工光合成体系奠定了重要基础。相关研究成果发表于《JournaloftheAmericanChemicalSociety》期刊。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 产品研究中心 赵子健(分析师) 021-38032292 zhaozijian@gtjas.com 登记编号S0880520060003 徐淋(分析师) 021-38677826 xulin028941@gtjas.com 登记编号S0880523090005 目录 1.未来信息领域3 2.未来生物领域4 3.新一代制造领域5 4.新能源与环保领域7 导读： 本报告汇编了2024年06月09日到2024年06月15日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 技术资讯 希格斯机制获“磁颤”概念全新诠释 近日，奥地利维也纳大学物理学家领导的国际研究团队利用“磁颤”概念，重新诠释了赋予基本粒子质量并引发相变的希格斯机制。新研究的基础是量子场论（QFT）—专注于描述粒子及其在亚原子层面相互作用的概念。研究团队开发了一种称为“磁颤”的图形工具，它总结了定义QFT的所有信息，从而清晰直观地显示粒子场或其他物理量之间的复杂相互作用。团队探索了各种“超对称量子场论”中的稳定基态（真空）。这是一种没有粒子或没有任何激发的最低能量配置。这些量子场论类似于真实的亚原子粒子物理系统，但具有某些便于计算的数学特性。团队用图形工具标示了量子场、场之间的相互作用（如强、弱相互作用或电磁相互作用），以及相互作用下场的带电方式，并尝试用“磁性”描绘意想不到的量子特性。这个新方法提供了一种可视化和分析复杂量子现象的实用方法。基于线性代数的计算证明：磁共振可衰变为更稳定的状态或裂变为两个独立的共振。这些转变为量子场论中的希格斯机制提供了新的理解，即量子场论要么衰变为更简单的量子场论，要么裂变为独立的量子场论。团队核心成员表示，希格斯机制解释了基本粒子如何通过与遍布整个宇宙的希格斯场，进行相互作用并获得质量。粒子在空间移动时会与该场“互动”。没有质量的粒子通常以光速移动，然而当它与希格斯场“互动”时，它会“黏附”在该场上并变得迟缓，从而导致其质量的显现。因此，希格斯机制是理解宇宙基本构成要素和力量的关键概念。新的算法可以自主运行，不需要外部输入。这一成果受物理学启发而来，但与数学研究息息相关。它们为量子真空的复杂、相互交织的结构，提供了基本且普遍有效的描述，代表了数学和物理学两个领域的重大进步。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。 （科技日报，06/11） 上海微系统所研制出光子数可分辨的超高速光量子探测器 近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所李浩与尤立星团队利用三明治结构超导纳米线、多线并行工作的方式，发展出最大计数率5GHz、光子数分辨率61的超高速、光子数可分辨光量子探测器。该团队研制了高效率、超高速、高光子数分辨率的超导探测器集成系统。为保证探测系统的轻便性和可靠性，该项目搭建了基于GM小型制冷机制冷集成系统。该系统支持64路电通道且最低工作温度为2.3K。探测器芯片在分布式布拉格反射器上集成64条超导纳米线，兼顾提高光子吸收率和探测速度。经表征，纳米线制备良率为61/64，在1550nm波长下的系统探测效率达90%，最大计数率为5.2GHz，探测效率下降3dB时计数率为1.7GHz，光子数分辨率为61。该探测系统的性能指标有望支撑深空激光通信、高速率量子通信以及基础量子光学实验等应用。相关研究成果发表于《PhotonicsResearch》期刊。（中国科学院上海微系统与信息技术研究所，06/12） 光子芯片上掺铒波导激光器面世 近日，瑞士洛桑联邦理工学院研究人员研制出有史以来第一个芯片集成的掺铒波导激光器。该激光器性能接近基于光纤激光器，且将“精确可调波长”与“芯片级光子”两大实用性特点合二为一。研究人员使用最先进的制造工艺开发了这个芯片级激光器。他们首先在超低损耗氮化硅光子集成电路上，构建了一个片上光腔（一组提供光反馈的镜子）；然后，在电路中植入高浓度铒离子，以选择性地产生激光所需的有源增益介质；最后通过激发铒离子使其能够发光并产生激光束。为了改进激光器性能并实现精确的波长控制，研究人员进行了创新的腔内设计，使其具有一种基于微环的游标滤光片（一种可选择特定频率光的滤光片）。滤光片允许在很宽的范围内动态调谐激光波长，这一点不但使激光器用途广泛，同时还确保了它在整个光谱中都保持纯净、稳定地输出。研究人员表示，该芯片级铒基激光器的性能优于许多传统系统。它保持了与当前半导体制造工艺的兼容性，这对于在传感器、陀螺仪、激光雷达和光频计量等设备中的应用非常重要。除了以上应用领域，这一将波导激光器小型化并集成到芯片级设备中的成果，还适用于电信、医疗诊断和消费电子产品中的便携式和高度集成系统。相关研究成果发表于 《NaturePhotonics》期刊。（科技日报，06/13） 美DARPA资助军用级量子激光器研究 近日，美国国防部高级研究计划局（DARPA）向建造量子光子二聚体激光器原型的科学家团队提供了100万美元资助。这种激光器利用量子纠缠将光粒子“黏合”在一起，以产生高度聚焦的激光束。这些激光束能够穿透浓雾等恶劣天气，有望在军事应用中展现出优异性能，如在恶劣环境下监视和安全通信等。量子纠缠是量子力学领域一种奇怪而复杂的现象，即使两个粒子相距很远，也能紧密联系在一起，一个粒子的状态会立即影响另一个粒子的状态。此次研究使量子光子二聚体激光器可以在更远距离和不利条件下保持其精度和强度。研究人员解释称，光子在传播时会对信息进行编码，但在大气层中传播时，环境对其破坏作用很大。量子光子二聚体激光器利用量子纠缠过程，让两个光子彼此“牵绊”，进而产生所谓的光子二聚体。尽管这些光子仍会受到大气的影响，但它们可以相互“保护”，从而保留一些相位信息。这种特性增加了激光的能量和稳定性，使其在长距离传输和高温等不利条件下表现出更好的性能。该技术还有望应用于量子计算和电信领域，可能带来更快且更安全的数据传输方式。（科技日报，06/14） 技术资讯 2.未来生物领域 上海药物所等揭示琥珀酸受体配体识别和激活的结构基础 近日，中国科学院上海药物研究所徐华强团队联合复旦大学付伟团队，报道了人源SUCR1独特的配体结合特征和激活机制，为开发新型靶向SUCR1的化合物奠定了基础。该研究利用单颗粒冷冻电镜技术，分别解析SUCR1被琥珀酸、马来酸和compound31激活，并偶联下游G蛋白复合物的结构，分辨率分别为2.75埃、2.69埃和2.48埃。结构分析发现，在琥珀酸和SUCR1的复合物结构中，琥珀酸两端亲水性的羧基与Y301.39、Y832.64形成氢键，与R993.29、R2817.39形成离子键，而中间烷基的部分和周围氨基酸形成疏水相互作用。研究显示，将结合口袋中关键的残基如Y301.39、L792.60、Y832.64、R993.29、R2817.39、L1023.32等突变成丙氨酸均降低了配体的活性，证实了它们在琥珀酸结合和受体活化中的重要作用。马来酸和琥珀酸结构相似，在SUCR1的结合口袋也相似。compound31是人工合成的高效SUCR1激动剂。在compound31和SUCR1的复合物结构中，研究发现了两个结合口袋。compound31的“琥珀酸”部分和琥珀酸、马来酸的结合口袋几乎一致，而“双环”部分使R993.29的侧链发生偏转，进而延伸到一个新的口袋中。这种独特的结合模式可能是compound31与琥珀酸、马来酸相比更能有效激活SUCR1的原因。关键氨基酸残基的功能突变如Y301.39A、L792.60A、N983.29A等，能够减弱配体的激活效应，揭示了这些相互作用对于配体识别的重要意义。三种复合物的整体构象较为相似，均捕捉到SUCR1的激活构象—胞内端TM6外移而TM7内移，形成与Gi蛋白C末端α5螺旋交互的空腔，体现了SUCR1与Gi蛋白偶联的经典GPCR活化模式。活化过程中，配体和疏水残基L1023.32、F2857.43形成疏水相互作用，推动F2857.43下移并与L1063.36、F2456.48等残基紧密作用，引发TM6的整体外移，从而完成SUCR1受体活化过程。这阐释了SUCR1的活化机制，揭示了SUCR1与不同配体分子结合的微观细节，为开发新型靶向SUCR1的化合物奠定了基础。相关研究成果发表于《CellResearch》期刊。（中国科学院上海药物研究所，06/11） 科学家锁定心房颤动治疗新靶标 近日，哈尔滨医科大学药理学杨宝峰院士、潘振伟团队证实，内源性多肽Spexin能够有效降低房颤易感性。提升血液循环中的Spexin水平，有望为今后临床防治房颤提供新思路、新策略。先前的研究证实，中枢神经系统中的Spexin可以激活