原标题：科大资讯|近期科研成果速览（五月上）
1.超导研究团队在无限层镍基超导体的磁性研究中取得重要进展
2.中国科大研制性能比肩铂金的碱性膜氢-氧燃料电池阳极
3.中国科大在碳纳米管片段弯曲共轭结构方面取得新进展
4.背景噪声干涉成像揭示地幔转换带底部分离的大洋地壳
5.中国科大地震层析成像揭示俯冲带大型逆冲断层孔隙率与力学性质的变化
6.动物外骨骼“矛”和“盾”中优化的多层结构和力学、化学梯度
7.中国科大在微波谐振腔探测半导体量子芯片上取得重要进展
8.中国科大在非厄米奇异点拓扑性质的研究中取得重要进展
9.中国科大首次实验实现量子信息掩蔽
中科大超导研究团队在无限层镍基超导体的磁性研究中取得重要进展
(a)LaNiO3和LaNiO2的晶体结构。通过CaH2还原LaNiO3可以得到LaNiO2。（b）LaNiO2和LaNiO3中自旋-晶格弛豫率（1/T1）随温度的变化关系。（c）上半图：LaNiO2的奈特位移（Ks）随温度变化的关系。下半图：LaNiO2中1/T1T随温度变化的曲线。
在铜氧化合物超导体中，磁性交换作用被认为是高温超导电性的一个关键要素，那么在无限层镍基超导体中是否也具有强的磁性交换作用呢？目前，由于无限层镍基超导体中的超导电性只在薄膜材料中被发现，这极大地限制了对其磁性质的实验研究，因此领域内对该材料的磁性还一直没有十分清楚的实验测量并存在大量的争论。为了回答这一问题，我校陈仙辉教授领衔的超导研究团队与南方科技大学梅佳伟和王善民课题组开展合作研究，在制备纯度较高的无限层镍基超导体母体LaNiO2多晶材料的基础上，利用核磁共振方法对该材料进行了低温磁性研究。通过测量139La原子核的超精细相互作用以及自旋-晶格弛豫率，成功获得了该体系本征的磁化性质。
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中国科大研制性能比肩铂金的碱性膜氢-氧燃料电池阳极
研究发现，这种三元Ni5.2WCu2.2合金能在碱性介质中高效催化HOR进行，其交换电流密度j0是Pt/C的4.31倍。值得提出的是，这种三元合金结构具有高达0.3V（相对于可逆氢电极）的抗氧化电位并能在该过电势下能保持高活性长达20h，超过了之前报道的其它类型非贵金属HOR电催化剂。除此之外，该合金催化剂还表现出优越的抗CO毒化能力，在20,000ppm的CO/H2混合气氛中能维持较高活性。实验表征与理论计算结合表明：合金化后，Ni向W转移电子，其表面电子发生重排，Ni的d带中心向远离费米能级的方向偏移，使其拥有更强的OH结合能。同时，Ni5.2WCu2.2合金在费米能级处的PDOS最低，表明其具有最优的H结合能。Ni、W和Cu三种金属协同调控合金表面的电子结构，从而赋予该非贵金属Ni基三元合金HOR催化剂高活性和耐氧化性。
中国科大在碳纳米管片段弯曲共轭结构方面取得新进展
(a)全苯撑连体双环结构(SCPP[10]);(b)理论计算模型；(c)表面STM“8”字形结构；(d)吸收和荧光光谱；(e)在室温条件365nm紫外灯下的荧光发光图。
近日，国际重要化学期刊《德国应用化学》以“AHighlyStrainedAll-PhenyleneSiamese-TwinBismacrocycle”为题发表了中国科学技术大学杜平武教授课题组关于弯曲碳纳米管片段连体双环的最新研究成果（Angew.Chem.Int.Ed.,2021,DOI:10.1002/anie.202104669）。该工作首次构建了基于碳纳米管单层对苯撑片段的弯曲连体双环，研究了其独特的光物理性质，并利用富勒烯作为客体分子组装了超分子异质结。
该成果实现了首个完全由sp2杂化的全苯撑双纳米环的合成，这种连体双环以一个扭曲的苯为中心，展现了独特的光物理性质。此外，SCPP[10]作为一种新型的富碳化合物，可以用作超分子主体来捕获两个PCBM分子，形成基于双环的花生状1:2主客体复合物。该分子在光电材料和超分子材料等方面具有潜在的应用价值。
背景噪声干涉成像揭示地幔转换带底部分离的大洋地壳
中国科学技术大学地球和空间科学学院姚华建教授课题组采用了一种不依赖天然地震的噪声干涉技术提取地幔间断面的上界面反射体波震相（P410P和P660P），用于研究地幔间断面的结构特征，并结合矿物物理模拟和波形正演来约束地幔间断面附近的矿物组成。
中国科大地震层析成像揭示俯冲带大型逆冲断层孔隙率与力学性质的变化
Cascadia俯冲带南段板块界面的震间耦合模型（a）以及沿着CC’剖面的地震波速比模型（b）和前人的电阻率模型（c）。
2021年5月7日，国际著名学术期刊《NatureGeoscience》在线发表了中国科学技术大学地球和空间科学学院、科技部蒙城地球物理国家野外科学观测站、中国科学院深地科学卓越创新中心张海江教授课题组与美国地质调查局的合作研究成果，论文题目为《CorrelationofporosityvariationsandrheologicaltransitionsonthesouthernCascadiamegathrust》。该研究利用最新发展的先进地震层析成像技术，联合海洋和陆地的地震数据，确定了位于太平洋西北部的卡斯卡迪亚（Cascadia）俯冲带南段的大型逆冲断层从海洋延伸到北美陆地下方的三维高精度地震波速度结构，并结合岩石物理实验和断层力学模拟的结果分析了该逆冲断层的岩石孔隙率与力学性质的变化，从而为该地区的大地震灾害评估提供了重要的物理基础。论文第一作者为郭浩博士，现为美国威斯康辛大学麦迪逊分校博士后。郭浩博士、JeffMcGuire博士和张海江教授为论文共同通讯作者，中国科学技术大学为论文第一单位。
动物外骨骼“矛”和“盾”中优化的多层结构和力学、化学梯度
寄居蟹左螯中的宏观结构和层状力学梯度优化了结构的抗冲击性能。
中国科大在微波谐振腔探测半导体量子芯片上取得重要进展
郭国平教授研究组长期致力于半导体量子芯片的研究，此前于2021年2月在《ScienceBulletin》上报道的工作展示了利用微波谐振腔实现半导体两量子比特长程耦合，并开发了新的谱学方法快速表征系统的耦合参数。在此研究基础上，此次利用微波谐振腔对量子比特能级谱和自旋态的高灵敏测量，为将来实现半导体量子比特的高保真读出提供了一种有效方法。
中国科大在非厄米奇异点拓扑性质的研究中取得重要进展
这项工作基于奇异点实现拓扑保护的本征态转换，为量子控制提供了全新的思路。而在量子系统实现含时非厄米哈密顿量，也为进一步研究非厄米系统的新奇物理，如环绕高阶的奇异点、探索非厄米拓扑不变量等奠定了基础。
中国科大首次实验实现量子信息掩蔽
量子信息掩蔽的工作原理和实验实现。（a）逻辑线路图，（b）实验装置图。
利用线性光学研究平台，李传锋、许金时研究组首次实验实现了量子信息掩蔽。研究组研究发现光学系统中的光子熔接门与掩蔽操作存在对应关系，通过构造光子熔接门，成功地实现了光子偏振态的量子信息掩蔽，把单光子携带的量子态隐藏到了两光子的量子纠缠态中。实验结果表明纠缠态与理论值相比较，保真度达到97.7%。研究组进一步基于量子信息掩蔽实现了三方量子秘密共享，并用来完成简单图像的安全传输。研究组还结合先前的实验工作[ScienceAdvances2,e1500672(2016)]，利用量子信息掩蔽操作构造出无消相干子空间，展现了量子信息掩蔽在容错量子通信上的应用价值。
该成果展示了量子信息掩蔽作为一种全新的量子信息处理协议的可行性，对保密量子通信的理论研究和实际应用都具有重要意义。