新闻中心
媒体聚焦

2018年华中科技大学表现强势,3篇Nature、1篇Science,弥补领域研究空白

来源:武汉光电国家研究中心   作者:iNature  发布时间:2018年11月16日  点击量:

截止到2018年11月9号为止,经iNature盘点,华中科技大学共发表了3篇Nature以及1篇Sciences,(如有疏漏,请及时后台联系小编!)弥补了相关领域研究的空白,是可谓强势突起,势头正猛!


1.Nature:重大突破,华中科技大学再次发力,首次在全球获得最高精度的这个参数

微信图片_20181116133159


牛顿引力常数G是自然界最基本的常数之一,但仍然没有准确的值。尽管进行了两个世纪的实验努力,G的价值仍然是最基本的常数。在最近的G测定中,高达0.05%的差异表明在现有的各种方法中可能存在未发现的系统误差。解决此问题的一种方法是使用一些不太可能涉及相同系统效应的方法来测量G。2018年8月30日,华中科技大学杨山清,邵成刚及罗俊共同通讯在Nature在线发表题为 “Measurements of the gravitational constant using two independent methods”的研究论文,该论文使用两种独立的实验方法(扭摆实验与摆动时间方法和角加速度反馈方法)确定了G值,得到的G值分别为6.674184×10-11和6.674484×10-11立方米/千克每秒平方,相对标准不确定度分别为11.64和11.61。这些值具有迄今为止报告的最小不确定性,并且两者都符合两个标准偏差内的最新推荐值。这对于不断靠近G的真实性,做出了重大贡献。由于该研究的突破性,Nature进行了专门的点评,毫不吝啬称赞该研究“到目前为止,已经做出了两个独立的G确定,它们具有最小的不确定性”。


G的精确知识不仅具有相当大的计量学意义,而且由于G在诸如引力,宇宙学,粒子物理学,地球物理学和天体物理学等领域中的关键作用而具有重要意义。然而,由于重力的极端弱点和不可屏蔽性,这个常数很难准确测量。第一个G值,不确定度约为1%,是在1798年卡文迪什和米歇尔的扭摆实验中获得的。从那时起,已经进行了200多次实验来确定G的精确值。但是,G的不确定性每个世纪只减少了大约10倍。 2016年,科学和技术数据委员会公布了更新的G值(CODATA-2014)6.67408(31)×10-11 m3 kg-1 s-2,相对不确定度为百万分之47(ppm) ,这仍然比其他重要的基本常数大许多个数量级。


在CODATA-2014调整中,在过去四十年中确定的十四个G值被认为具有最小相对不确定度14 p.p.m.然而,最大和最小G值之间的差异接近550 p.p.m.,这几乎是最小不确定度的40倍。到目前为止,还没有完善的物理理论或机制能够解释G值的这种大范围散射。最可能的解释在于所有或部分实验中未发现的系统误差。鉴于不同实验中的不同误差来源,解决该问题和提高置信水平的唯一方法是使用多种不同的方法来测量常数。


在这里,华中科技大学杨山清,邵成刚及罗俊合作使用两种独立的实验方法(扭摆实验与摆动时间方法和角加速度反馈方法)确定了G值。研究人员得到的G值分别为6.674184×10-11和6.674484×10-11立方米/千克每秒平方,相对标准不确定度分别为11.64和11.61。这些值具有迄今为止报告的最小不确定性,并且两者都符合两个标准偏差内的最新推荐值。

2.Science:综述钙钛矿太阳能电池商业化之路 韩宏伟团队再登《科学》

微信图片_20181116133348


2018年9月21日,“科学”(科学)刊发了华中科技大学武汉光电国家研究中心韩宏伟教授团队合作论文“钙钛矿太阳能电池产业化的挑战”(“钙钛矿太阳能电池商业化的挑战” 。华中科技大学荣耀光副教授,胡玥副教授和梅安意博士为共同第一作者,华中科技大学韩宏伟教授,加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授,美国科罗拉多大学Michael D. McGehee教授,韩国蔚山国立科技研究所Sang Il Seok教授为共同通讯作者。


充分利用太阳能是解决目前人类面临的能源短缺和环境污染等问题的根本途径。作为新兴太阳能电池技术的杰出代表,钙钛矿太阳能电池(钙钛矿太阳能电池)基于地球储量丰富的元素和简单的溶液法制备,有望实现廉价太阳能发电,因此受到各国科研工作者及产业界的关注。在过去的几年里,钙钛矿太阳能电池发展了多种器件结构和材料体系(图1A),其光电转换效率迅速提升,稳定性也获得很大改善,目前不仅有大量的科研机构开展钙钛矿太阳能电池的相关研究,国内外还涌现出多家科技公司对钙钛矿太阳能电池进行商业化探索及推广。针对钙钛矿太阳能电池商业化的关键问题及所面临的挑战,团队对目前钙钛矿太阳能电池所获得的最新进展进行了总结,并从钙钛矿太阳能电池寿命评价标准,性能衰减机理,器件尺寸放大,环境影响等方面对其 来的发展及商业化进行了展望。

微信图片_20181116133419

在光电转换效率方面,目前获得第三方公证的钙钛矿太阳能电池的最高实验室光电转换效率已经达到23.3%,该数值已经超过市场上占主导地位的多晶硅太阳能电池,碲化镉薄膜太阳能电池和铜铟镓硒薄膜太阳能电池,充分展现了其良好的商业化前景和极大的潜在市场价值。在器件稳定性方面,目前已有大量钙钛矿太阳能电池在不同实验条件下(如高温,持续光照,高湿度等)的稳定性数据被报道,已测试万小时标准模拟太阳光(不含紫外光)持续照射后,器件未出现明显衰减,该稳定性测试的太阳光辐照量相当于武汉或欧洲大部分地区10年的太阳光辐照量总和。除此之外,针对实际应用所需满足的不同条件下的稳定性测试也在进行中。


在未来钙钛矿太阳能电池研究工作中,进一步探明器件性能衰减机理并提出有效的器件寿命评价标准将成研究重点。与此同时,开发制备高性能大尺寸钙钛矿太阳能电池的技术和工艺也将备受关注。目前,国内外已有大量科研机构及科技公司开展钙钛矿太阳能电池尺寸扩大的技术探索。在此方面,华中科技大学团队所专注的可印刷钙钛矿太阳能电池,基于丝网印刷技术制备,采用廉价的碳材料替代传统的贵金属作为电极材料,因此具有易于扩大化生产及有望实现廉价太阳能发电的技术特点。湖北万度光能有限责任公司所建设的110平米可印刷钙钛矿太阳能电池示范系统充分展示出该项技术良好的应用前景(图1B)。


该工作获得了国家自然科学基金重大研究计划集成项目,重点项目,面上项目,科技部863计划及湖北省科技厅等项目的支持。


3.Nature:从无铅卤化物双钙钛矿中高效稳定地发射暖白光

微信图片_20181116133456

照明占全球用电量的五分之一。具有高效且稳定的白光发射的单一材料是照明应用的理想选择,但是使用单一材料难以实现覆盖整个可见光谱的光子发射。金属卤化物钙钛矿具有突出的发射性能。然而,这种性能最佳的材料含有铅并且稳定性不令人满意。


在这里,研究人员报告了一种无铅双钙钛矿,它通过自陷激子显示出有效和稳定的白光发射,这种激子源于激发态AgCl6八面体的Jahn-Teller畸变。通过将钠阳离子合成到Cs2AgInCl6中,通过操纵自陷激子的波函数的奇偶性并降低半导体的电子维数来打破暗转变(反转 - 对称性引起的奇偶禁止跃迁)。


与纯Cs2AgInCl6相比,这导致光致发光效率提高三个数量级。具有0.04%铋掺杂的最佳合金化Cs2(Ag0.60Na0.40)InCl6发射出暖白光,具有86±5%的量子效率并且工作超过1,000小时。预计这些结果将刺激对基于单发射极的白光发光荧光粉和二极管的研究,以用于下一代照明和显示技术。


原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0691-0


4.Nature:视皮层单细胞投射的逻辑

微信图片_20181116133651

新皮层区域通过广泛的轴突投影进行交流,但信息传递的逻辑仍然知之甚少,因为个别神经元的投影尚未系统地表征。尚不清楚单个神经元是否仅将投射发送到单个皮层区域或将信号分布到多个目标上。


在这里,研究人员使用基于全脑荧光的轴突追踪和基因条形码神经元(MAPseq)的高通量DNA测序确定小鼠初级视觉皮层中591个单个神经元的投影模式。预测是高度多样化和不同的,共同针对至少18个皮层和皮质下区域。大多数神经元靶向多个皮质区域,通常是非随机组合,表明存在皮质内投射神经元的子类。


该研究结果表明,皮质内信息传递的主导模式不是基于“一个神经元 - 一个目标区域”的映射。相反,由各个皮质神经元携带的信号在目标区域的子集之间共享,因此同时有助于多个功能途径。