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科研动态篇

       《Nature》：“金刚石纳米高压舱”有望实现高压材料广泛应用

       “将高压下产生的各种新奇物理、化学性质保留到常压”一直是基础研究和材料应用领域的一个长期追求的梦想。近日，北京高压科学研究中心曾桥石研究员带领的研究团队朝着这一梦想取得了里程碑式突破——他们制备了一种由金刚石构成的纳米压力舱复合材料，能够把物质的高压态永久地封存在其中。这一成果使得高压材料可以摆脱传统压力装置的物理束缚而能如普通材料一样在常压条件下独立存在，从而扫除了高压态物质基础研究和应用的一个主要障碍。这一创新性成果于8月17日刊登在《自然》杂志上。该突破为实现高压材料的实际应用迈出了关键的一步。曾桥石研究员说：“除了气体，‘金刚石纳米高压舱’的概念也可以应用到各种形态的初始目标材料上，我们在后面的研究中将会尝试封装固体材料，比如高温超导体。从而让高压材料的优异性质不再局限于实验室的基础研究，而可以像常压材料一样在日常生活中获得广泛的应用。”

       全国一等奖！金刚石量子计算教学机再获权威认可

       第十一届全国高等学校物理实验教学研讨会在厦门大学举行，由中国科学技术大学与国仪量子联合研制的“金刚石量子计算教学机”荣获本次大会教学仪器评比一等奖。金刚石量子计算教学机研制负责人之一的许克标博士从仪器功能、实验内容、实验原理，已落地的实验教学课程及仪器市场化情况等方面向仪器评审专家团做了详细介绍。最终，凭借优异的产品性能和精彩的现场讲解，“金刚石量子计算教学机”在复赛首轮便脱颖而出，荣获一等奖。

       国仪量子的金刚石量子计算教学机是基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理，通过控制激光、微波、磁场等物理量，对NV色心的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算功能的教学仪器。该仪器在室温大气条件下运行，无需低温真空环境，使得设备有着较低的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学与量子计算实验教学。今年初，金刚石量子计算教学机全球出货突破100台，走进了海内外近百家单位。

来源：国仪量子

       筑波大学：通过测量金刚石晶格内相干自旋的方向来改进量子传感器

       由筑波大学领导的一组研究人员开发了一种在著名的量子传感系统中实施磁场测量的新方法。氮空位(NV)中心是钻石中的特定缺陷，其中两个相邻的碳原子已被一个氮原子和一个空位取代。可以使用光脉冲读取或连贯地操纵该位置的额外电子的自旋状态。“例如，即使在室温下，带负电的NV自旋态也可以用作具有全光学读出系统的量子磁力计，”第一作者Ryosuke Sakurai说。该团队使用“ICME”效应来测试他们的方法。当横向磁场产生双折射时，会发生正常的克顿-莫顿效应，双折射可以将线偏振光变为椭圆偏振。在这个实验中，科学家们做了相反的事情，并使用不同偏振的光来产生微小的受控局部磁场。这项工作可能有助于推进被称为量子计量的超高精度测量领域，以及基于电子自旋运行的“自旋电子”量子计算机。

来源：筑波大学

       使用金刚石量子传感器以毫米分辨率测量心脏中的电流

       在最近发表在《Communications Physics》上的一项研究中，由日本东京工业大学(Tokyo Tech)的Takayuki Iwasaki副教授领导的一组科学家现开发出一种新颖的装置，可以在更高分辨率下执行心磁图(MCG)。他们的方法基于包含氮空位的金刚石量子传感器，这些空位充当特殊的磁性“中心”，对心脏电流产生的微弱磁场敏感。该研究小组创建的MCG设置，使用532 nm（绿色）激光来激发金刚石传感器和光电二极管以捕获重新发射的光子（光粒子）。他们还开发了数学模型，以准确地映射这些捕获的光子与相应的磁场，进而映射出负责它们的心脏电流。

       石墨在皮秒内变为六边形金刚石

       在非常快的压缩时间尺度上，材料动力学阻碍了从石墨到我们通常称为金刚石的平衡立方金刚石晶体结构的转变。石墨的冲击波压缩通常需要高于50 GPa（500,000个大气压）的压力才能在冲击压缩实验的时间尺度上观察相变。此外，在陨石撞击事件后的冲击压缩材料中观察到称为Lonsdaleite的六边形多型金刚石，这表明压缩的时间尺度在相变中起着重要作用。

       在新的实验中，劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们使用皮秒时间尺度的激光压缩模拟了Lonsdaleite形成的条件，并使用飞秒X射线脉冲观察了最先进的材料表征的转变。“这些实验类似于早期的时域实验，以确定物理化学中的过渡态，”阿姆斯特朗说。“由于观察时间尺度非常短，这个实验有能力观察短暂的相变中间体，类似于化学反应中的过渡态。”团队成员看到了产品阶段与初始阶段密切相关的阶段转变。他们在压缩后20 ps内观察到高度纹理化的几乎单晶产品。“这证实了早期的推测，即这种相变是无扩散的，并且朗斯代尔石可能是一种中间体，即使在向平衡最终状态的转变中，立方金刚石也是如此，”该研究的合著者 LLNL 科学家 Harry Radousky 说。“这个实验解决了几十年来关于这种相变性质的猜测，这一直是大量理论工作的主题。”

       南科大张璧团队在难加工材料超高速加工领域取得新进展

       南方科技大学机械与能源工程系讲席教授张璧团队在难加工材料超高速加工领域取得研究进展，相关论文以“Surface integrity and material removal mechanisms in high-speed grinding of Al/SiCp metal matrix composites”为题发表在机械和制造工程领域期刊《International Journal of Machine Tools and Manufacture》。研究团队采用了最高线速度达到307 m/s的超高速磨削方式解决铝基碳化硅复合材料在常规加工过程中发热严重和表面完整性差的问题，结合多尺度表征手段揭示了铝基碳化硅中两组分在高磨削速度下的材料去除机理和亚表面损伤演化规律，提出了利用超高速磨削降低铝基碳化硅中两组分性能差异的方式来提高工件表面完整性，以期实现复合材料的均质化去除。

       《Nature Photonics》金刚石量子存储器，光学可寻址通用量子门

       日本横滨国立大学（Yokohama National University) Hideo Kosaka团队Yuhei Sekiguchi等，在《Nature Photonics》上发文，报道了演示了在金刚石中，氮空位中心的光学选择电子自旋上，实验了微波驱动的完整量子门。电子自旋可精确地调控，全局微波可以调谐到由局部光学斯塔克效应引起的频移。还展示了操作的通用性，包括状态初始化、准备、读出和回显echo。也在电子和相邻氮核自旋之间产生了光学可寻址的量子纠缠。高保真操作是通过施加幅度交替脉冲来实现的，该幅度交替脉冲能够容忍微波强度和失谐的波动。这些技术，实现了从光子到核自旋存储器的位置选择性量子隐形传态转移，并助力实现分布式量子计算机和具有大规模量子存储的量子互联网。

       中国科大实现高频微波磁场的高灵敏度量子传感

       中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展、孔飞等人在微波磁场测量领域取得重要进展，基于金刚石氮-空位（Nitrogen-Vacancy, NV）色心量子传感器实现了皮特斯拉水平的高灵敏微波磁场测量。该项研究成果以“Picotesla magnetometry of microwave fields with diamond sensors”为题发表在《Science Advances》[Sci. Adv. 8, eabq8158 (2022)]上。为了提升NV色心对微波的响应，研究团队借鉴传统外差测量的思路，提出了连续外差微波探测方法：引入一个稍强的辅助微波与被测微波干涉，产生拍频振荡，相应的NV荧光也会产生频率为拍频的振荡（见图1），其振幅与待测微波幅度成正比。相当于用辅助微波“放大”了待测微波。利用该方法，研究团队在体积为0.04mm3包含2.8×1013个NV色心的金刚石量子传感器上成功实现了灵敏度为8.9pT Hz-1/2的微波磁场测量，相比此前该体系实现的亚微特斯拉指标水平，测量灵敏度提升了近十万倍。

       吉林大学物理学院王彦超、姚明光获国家杰出青年科学基金资助

       2022年度国家杰出青年科学基金项目资助信息，已可以在相关系统查询，吉林大学王彦超、姚明光两位教授获国家杰出青年科学基金资助。

       姚明光，长期从事高压下碳材料的研究，在碳的高压结构相变、新型超硬碳材料等方面做出了系列创新性的工作，在Nature、Nat. Commun.、PRL、Adv Mater、PRB等科学杂志上发表SCI论文120余篇，成果被Nature、JACS专题亮点评述，被诺奖获得者、美国科学院院士等著名学者引用和积极评价。获国家自然科学基金优秀青年基金(2018年)、吉林省青年科技奖(2021年)、霍英东青年教师基金(2015年)、唐敖庆青年人才奖励基金(2017年)、省自然科学一等奖（排名2，2018）等奖励。近五年，主要学术贡献在于：

       1.利用自主发展的大腔体压机超高压关键技术，合成出硬度、热导率等多项性能创下非晶材料之最的透明、近全sp3非晶碳块体材料，被Nature评价为“材料领域的突破”；

       2.提出了共晶与高压结合创制新碳结构的思路，解决了高压下构筑单元间作用调控的难题，获得了非晶碳簇构筑的超硬相、具有负体积压缩特性等新性质的碳基材料，被亮点评述“开辟了新途径”；

       3.发展了高压下加载大单轴力的方法，并借此方法发现一种金刚石形成的新机制，破解了室温高压下金刚石的形成之谜。

来源：吉林大学物理学院

产业动态篇

       美商务部工业与安全局（BIS）对半导体等领域动作频频

       （一）8月12日公告：将四项“新兴和基础技术”纳入新的出口管制

       当地时间8月12日，美国商务部工业和安全局（BIS）发布公告称，将四项“新兴和基础技术”纳入新的出口管制。这四项技术分别是：能承受高温高电压的第四代半导体材料氧化镓和金刚石；专门用于3nm及以下芯片设计的ECAD（EDA）软件；可用于火箭和高超音速系统的压力增益燃烧技术。根据BIS公告，对氧化镓、金刚石以及压力增益燃烧技术的出口管制将自今年8月15日起生效，对ECAD软件的出口管制将在自今年8月15日起60天后生效。

       （二）8月24日公告：将7个中国实体加入出口管制“实体清单”

       美国商务部8月23日预公告，将于2022年8月24日把7个中国实体加入出口管制“实体清单”，包括中国航天科技集团下属的4个研究所、中国电子科技集团下属的2个研究所、珠海欧比特宇航科技股份有限公司。美方的理由是这些实体“获取或试图获取美国原产物项以支持中国的军事现代化”。按照美国商务部的公告，这7个实体获得所有受EAR管辖的物项均需向美国商务部申请许可，且美国商务部将采取推定拒绝的许可审查政策。

       涉及的7家实体包括了中国航天科技集团和中国电子科技集团下属的部分单位。具体名单为：中国航天科技集团第九研究所771所（西安微电子技术研究所）、中国航天科技集团第九研究所772所（北京微电子技术研究所）、中国空间技术研究院502研究所、中国空间技术研究院513研究所、中国电子科技集团第43研究所、中国电子科技集团第58研究所、珠海欧比特宇航科技股份有限公司。

       力量钻石第2季度归母净利润1.38亿元，超出业绩预告上限，培育钻石和金刚石微粉高景气

       力量钻石公司2022Q2归母净利润1.38亿元，超出业绩预告上限。该公司于2022年8月10日披露2022年上半年半年报，2022H1公司实现收入4.5亿元，同比+105%，实现归母净利润2.39亿元，同比+121%。单拆二季度，公司2022Q2实现收入2.56亿元，同比+91%，实现归母净利润1.38亿元，同比+105%，超出此前业绩预告的上限。

       中兵红箭上半年业绩同比翻番，超硬材料板块为利润贡献大户

       8月18日晚中兵红箭披露，2022年上半年公司实现营业收入32.03亿元，同比上升11.19%；净利润7.02亿元，同比上升114.61%，实现翻倍增长。中兵红箭旗下拥有特种装备、超硬材料、专用车及汽车零部件三大业务板块，超硬材料业务成为近年来业绩增长点。作为中兵红箭旗下重要子公司，中南钻石是超硬材料业务的载体。2022年上半年，中南钻石实现营业收入16.04亿元，净利润达6.8亿元。

来源：中兵红箭

       博深股份发半年度业绩，净利润5901.63万元，同比下降43.92%

       博深股份8月23日披露2022年半年度报告。2022年上半年，公司实现营业总收入7.14亿元，同比下降11.10%；归母净利润5901.63万元，同比下降43.92%；扣非净利润3973.74万元，同比下降59.84%；经营活动产生的现金流量净额为-68.54万元，上年同期为3637.76万元；报告期内，博深股份基本每股收益为0.11元，加权平均净资产收益率为1.74%。

       报告期内，公司合计非经常性损益为1927.89万元，其中持有交易性金融资产负债产生的公允价值变动损益以及相关投资收益为2052.01万元。上半年博深股份涂附磨具板块实现营业收入3.96亿元，同比减少16.36%；五金工具板块合并实现营业收入2.53亿元，同比减少7.05%；轨道交通装备板块合并实现营业收入6479.64万元，同比增长13.09%。

来源：博深股份

       金刚石线和有机硅产品齐发力 恒星科技上半年实现净利润约1.09亿元

       8月18日，恒星科技发布2022年半年度业绩报告，报告期内，公司实现营业收入约23.44亿元，同比增长37.89%；实现归属于上市公司股东的净利润约1.09亿元，同比增长6.56%。对于业绩增长，恒星科技表示：“主要系本期金刚石线产品销量增加及有机硅产品形成销售所致。”

来源：恒星科技

       供需紧张行业扩产提速，恒星科技拟以11亿元投建年产5000万公里金刚石线项目

       8月22日，恒星科技发布公告称，公司近日与达拉特旗政府签订《合作意向协议书》，同意在达拉特分期建设年产5000万公里金刚石线项目，项目总投资约11亿元。项目计划占地约200亩，根据目前市场情况预计年销售额近17亿元，利税7亿元。恒星科技表示：“公司此次与达拉特旗政府签署合作意向协议旨在发挥双方优势，共同发展，实现合作共赢。”

来源：恒星科技

       四方达上半年净利同比增长82.93%，培育钻石有望成新利润增长点

       8月25日晚间，四方达发布2022年半年度报告，今年上半年，公司实现营业收入2.62亿元，同比增长32.66%；归属于上市公司股东的净利润8930.72万元，同比增长82.93%；归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润7199.29万元，同比增长83.83%。

       四方达主营聚晶金刚石及其相关制品的研发、生产和销售，是国内规模大、技术实力强的复合超硬材料生产厂商，公司产品包括石油/天然气钻探用聚晶金刚石复合片、煤田及矿山用聚晶金刚石复合片、切削刀具用聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石拉丝模坯/拉丝模具、精密超硬刀具、矿山工具等。

       今年上半年公司不仅实现营收和净利润双增长，主要业绩指标刷新同期历史新高。从产品方面来看，资源开采/工程施工类营收1.52亿元，同比增长31.74%；精密加工类营收9155.28万元，同比增长26.47%。

       今年以来四方达积极对培育钻石上下游进行布局，今年上半年四方达增资控股了天璇半导体公司，完成了在CVD金刚石领域的业务布局，在今年7月份，四方达还与海南珠宝达成战略合作伙伴，就培育钻石全产业链进行合作。

来源：证券日报

       第四批国家级专精特新“小巨人”名单公布 11家超硬材料、磨料磨具企业上榜

       近日，工信部开展了第四批国家级专精特新“小巨人”企业培育工作，已完成相关审核。各地区工信厅、经信局等相关部门对辖区内通过审核的企业名单进行了公示。全国共4114家企业上榜第四批专精特新“小巨人”，浙江、广东、江苏企业数量排前三。超硬材料、磨料磨具行业本次新增11家专精特新“小巨人”企业，分别是河南联合精密材料股份有限公司、河南厚德钻石科技有限公司、郑州中南杰特超硬材料有限公司、嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司、长沙百川超硬材料工具有限公司、湖南省方圆磨料磨具有限公司、鄂州市兴方磨具有限公司、湖北玉立砂带集团股份有限公司、江苏华昌工具制造有限公司、江苏三菱磨料磨具有限公司、江苏锋芒复合材料科技集团有限公司。