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凤凰体育移动版当平常夫妻都在讨论柴米油盐时,上海交通大学副教授李听昕和刘晓雪这对科研眷侣的画风却是这样的:“实验为什么会出现这个现象呢?我们一起研究一下。”

石墨烯研究已有20年历史,一个材料之所以反复研究还能出惊喜,其中一个重要原因在于器件质量的不断提升。随着做法的改进、加工工艺的精细化,石墨烯中的缺陷越来越少。而缺陷减少,杂质效应就会被压制,以前被杂质效应所掩盖的一些非常有趣的物理现象便开始显现。而刘晓雪在美国布朗大学做博士后期间的主要研究内容是转角石墨烯超导,对制作高质量样品有着丰富的经验。

与魔角石墨烯超导研究在Nature和Science上发表的论文数量相比,双层石墨烯超导则显得“势单力薄”,距离上一篇顶刊论文发表已过去两年。李听昕和刘晓雪这篇论文首次在单晶双层石墨烯中观测到电子掺杂情况的超导电性,这对于理解晶体石墨烯及转角石墨烯系统的超导机理、设计制备基于石墨烯系统的高质量新型超导量子器件等具有重要意义。

“有了孩子以后会发现更难,刘老师尤为辛苦。不得不感慨女性为家庭的牺牲和付出是伟大的,她们的时间被大大压缩,我们合作的科研工作收到很多学术会议的报告邀请,也只能我去,因为孩子太小离不开妈妈。”李听昕表示。

“我们发现双层石墨烯和二硒化钨贴合形成异质结构后,性质变得非常丰富,但是其超导态其实并未被完整地表征出来,主要原因就是之前实验所加的电场比较受限,只能到1 V/nm。我和李老师讨论达成的共识是,我们可以把电场推到更高。”刘晓雪说。

接下来,要深入研究样品的物理性质,就需要把它放到极端条件下进行系统地输运测量。然而,当时必须用到的稀释制冷机(可实现最低温度在10mK左右),受到国际设备禁运的影响,课题组无法购买到设备,亦无法开展样品超导态性质的研究。

“在当时,从已经发表的文献看能实现1 V/nm的垂直电场已经算是一个极限,我们带领学生通过优化样品制备方法,将所加电场的极限推高到1.6V/nm,可以说是世界上第一个能实现这么高电场的高质量石墨烯样品。得益于能够给样品施加超过前人研究的高电场,我们第一次在晶体石墨烯的电子端通过栅极静电掺杂发现了超导态。这是令人很兴奋的。”李听昕介绍。

“好在我俩都是非常理性的人,任何事情都是有商有量、相扶相携。之前我们在美国做博士后的时候是异地恋,一年也就见两三面,后来李老师比我早回国,我俩又异国恋一年,但感情一直很稳定,就是因为已经习惯这种相处模式了。同为科研人,所以更能体谅对方。”刘晓雪说。

这项研究从一开始到最终完成,任何一个环节做得不到位,可能都会以失败告终。这期间,李听昕和刘晓雪亲自传授刚入组的博士生李楚善器件制备技巧,确保做出好样品。

李听昕主要做二维层状半导体研究,刘晓雪擅长的领域则是石墨烯超导,原本是不同的两个方向,夫妻俩却意想不到地碰撞出全新的火花——首次在单晶双层石墨烯与二维半导体的异质结构中观测到电子掺杂的超导态。这篇论文近日发表于Nature。

由此,李听昕和刘晓雪也成为了全球第三个在单晶石墨体系中观测到超导态的课题组。其中一名审稿人看到文章时的喜悦之情溢于言表,他很欣慰除了前两个课题组之外,还有其他课题组能够重复之前的实验结果,并且在此基础上又有新的发现。

在李听昕和刘晓雪的这篇论文发表前,研究者们只在单晶石墨烯空穴端发现超导态,从未在其电子端观察到超导态。而且论文中还指出了电子端超导态跟空穴端超导态相比,在性质上存在许多区别。Nature编辑也深知这项研究的重要价值,经过专业的审稿流程,很快便接收了该论文。

直到2018年,美国麻省理工学院Pablo Jarillo-Herrero教授课题组的博士生曹原在Nature发表两篇重磅论文,他们发现了魔角石墨烯体系的超导电性,开辟了凝聚态物理研究的一个新的研究方向。从此,掀起了魔角石墨烯超导和二维材料莫尔超晶格的研究热潮,无数科研人员聚焦其中试图重复、拓展相关研究。

克服了重重困难,这项成果最终于去年9月正式发表在《物理学评论X》上,分数量子反常霍尔效应的实验观测是凝聚态物理学家长期以来追求的目标,所以这一重大成果也受到了领域内的广泛关注和高度评价。

其实,这已经不是俩人第一次合作。去年8月,他们跟美国的一个课题组同时在arXiv预印本网站上发表了有关分数量子反常霍尔效应的首个确凿实验证据,当时那个实验也需要去怀柔用极端条件实验装置测量。“那会儿,6月底7月初要去北京进行稀释制冷极低温测量时,正好赶上我要去医院生孩子,李老师立马退掉了当天前往北京的高铁票,陪伴左右悉心照顾我。等我和孩子出院后才又马上带着学生去北京测量。”刘晓雪说。

为了继续相关实验,李听昕和刘晓雪及课题组研究生带着筛选好的样品,前往北京市怀柔科学城使用中国科学院综合极端条件实验装置的稀释制冷机,开展测量工作。

夫妻二人表示,他们未来还会开展更多的合作,争取做出更多杰出的科研成果。对于科研夫妻来说,最独特的浪漫,大约就是“我的论文上恰好也有你的名字”吧。

而且,大部分课题组在这种非转角石墨烯体系中,一直都是围绕空穴掺杂的超导情况,没有人研究电子掺杂,李听昕和刘晓雪“一拍即合”,决定开辟这个“无人区”。

相比而言,双层石墨烯是一种稳态的结构,是天然石墨的基本组成单元,然而基于这个结构,能在这个体系中观测到超导的,之前全球只有两个课题组,第一个是最早发现双层石墨烯超导的美国加州大学圣巴巴拉分校Andrea Young课题组(文章发在Science),第二个则是前文提到的加州理工学院的Stevan Nadj-Perge课题组(文章发在Nature)。这两个课题组之间还进行了一些合作。

早在2022年,美国加州理工学院教授Stevan Nadj-Perge课题组发表了一篇arXiv预印本论文,给李听昕和刘晓雪带来启发。

“把晶体双层石墨烯和单层半导体二硒化钨结合在一起,可以看到本征的双层石墨烯的超导态被显著增强,这个现象太有趣了,这里面还有很大的空间可以挖掘。”李听昕表示。

李听昕在美国康奈尔大学做博士后期间,研究兴趣集中在二维层状半导体及其莫尔超晶格系统,其间积累了许多实验技巧,因此对提升电场强度很有把握。

“这期间,由于测量时间受限,我们从上海到北京往返了三趟,其间还要特别注意保护脆弱的石墨烯样品。不过做研究就是这样,过程永远不可能一帆风顺,中间的各种变量才是常态。”李听昕说。

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FAQ

“户外探险旅游以其神秘性、刺激性吸引了不少市民参与,但不具备专业知识,无专业设备情况下盲目开展户外探险风险较大。”朱乐说,对旅游经营者和旅游辅助服务者而言,要严格依法依规经营,在保障游客安全的前提下,为游客提供更愉悦的旅行体验。经营者应当通过书面合同的形式明确约定旅游服务的时间、地点、行程安排等内容,尤其对活动中可能存在的危险应以明示的方式事先作出说明或警示,例如使用设施设备的方法,安全防范和应急措施,未向旅游者开放的服务场所区域,以及不适宜参加相关活动的群体等情形。

对于个人自发开展的探险活动,朱乐提醒,个人自发活动应尽量结伴而行,不要追寻刺激、盲目探险,出发前应掌握必要的自然环境、急救、户外探险等专业技能知识,并在专业人员指导下开展探险活动。活动期间,应关注户外探险目的地天气、卫生、交通等情况,如遇恶劣天气或身体不适,要及时调整行程,切勿冒险出行。自驾探险者出发前应检查车况,并备好汽油、备胎、食物和饮用水等物资,尽量多车同行,提前准备对讲机,必要时租用卫星电话,务必保持通讯畅通。在极端天气预警情况下,严禁开展登山、溯溪、穿越、野营、探洞等具有潜在危险的一切户外探险活动,“没有安全保障的旅行注定是一场不负责任的冒险,追寻‘诗和远方’不能偏离安全红线”。

张女士辩称与旅行社为劳动合同关系,但未提交充分证据予以证明,对此法院不予采信。根据双方之间的钱款往来、利润分成的约定,张女士与旅行社应为合作关系。张女士作为旅行项目的领队,属于为涉案旅行项目的旅游辅助服务者,对赵先生亦负有安全保障义务。然而,根据本案查明的事实,工作人员组织活动开始时,领队张女士尚未到达现场,未对游客安全尽到必要的保障义务,应承担相应责任。

主审该案的房山法院长阳人民法庭副庭长朱乐庭后表示,旅游活动首先是人的活动,最基础也是最重要的是人的健康和安全,活动风险越大,前期各方的履职尽责义务就越要落实落细,而不是停留在纸面,甚至寻求通过相关免责条款予以规避。

据此,法院综合各方责任范围、过错程度等因素,判决赵先生自行承担20%的责任,旅行社和领队张女士各承担40%的责任。旅行社和张女士不服判决,提起上诉。北京市第二中级人民法院对此案二审后判决驳回上诉,维持原判。

赵先生与爱人都是户外运动爱好者,某旅行社运营的微信公众号“秘境户外运动”是他们常去浏览的。作为旅行社户外探险的合作领队,张女士在“秘境户外运动”公众号上发布了“定制小团,小众旅途,最美天坑”的旅行项目广告。

房山法院经审理认为,根据《最高人民法院关于审理旅游纠纷案件适用法律若干问题的规定》第七条规定,旅游经营者、旅游辅助服务者未尽到安全保障义务,造成旅游者人身损害、财产损失,旅游者请求旅游经营者、旅游辅助服务者承担责任的,人民法院予以支持。

法院同时认为,赵先生作为完全民事行为能力人,应对自身安全承担首要责任,其应当预见户外探险活动的危险性,并对自身安全尽到更审慎的注意义务。但赵先生在下坑过程中存在一定的操作失误,所以对自身损害后果也应承担一定责任。

凤凰体育移动版近年来,“秘境”“野奢”等旅行产品广受欢迎,吸引了不少游客前往户外探险。殊不知,深坑、野山、秘洞等户外探险,对于普通人而言存在着诸多未知风险。近日,北京市房山区人民法院就审结了一起天坑秘境探险引发的人身损害赔偿案件,游客、领队、旅行社皆需为各自的失责“买单”。

对于旅行社的说法,张女士不尽认同,她辩称自己于2019年4月入职这家旅行社,是旅行社的全职领队,“事发后,旅行社在公众号上删除了最美天坑旅行项目的所有广告信息,是在删除证据、逃避责任,旅行社应承担主要赔偿义务”。张女士还认为,赵先生在下坑过程中操作失误,应该自行承担部分责任。

本案中,赵先生提交了其在“秘境户外运动”微信公众号报名过程的公证书,某旅行社作为该微信公众号的运营主体,曾多次发布涉案旅行项目信息,结合后期删除信息的行为,可以认定旅行社与赵先生存在事实上的旅游服务合同关系,应当对旅游者负有安全保障义务。

赵先生和爱人随后报名,并按照约定前往集合地。2023年6月,赵先生和爱人按照团队安排前往参加天坑探险活动。工作人员在讲解相关技术要领后便开始组织大家依次下坑探险,然而,赵先生在下降至距坑底50余米时,因操作不当、下雨装备绳索打滑等原因,赵先生急速坠落坑底,导致全身多处骨折。事后,赵先生经鉴定为九级伤残,住院19天,花费医疗费6万余元。因就赔偿问题协商未果,赵先生将旅行社和领队张女士诉至法院,索赔医疗费、精神抚慰金等共计84万余元。

法官提醒,旅游项目活动的风险越大,前期各方的履职尽责义务就越要落实落细,而不应停留在纸面,甚至寻求通过相关免责条款予以规避。对于游客而言,参与探险活动时不要为了追寻刺激盲目探险,谨慎前往无人区和人烟稀少区,切勿选择无资质、无安全保障的单位和个人组织的各类活动,不盲目尝试没有安全保障的户外探险活动。

“相关各方还应对活动推广内容加强审核,做到诚信宣传,不能用‘网络滤镜’美化网红景点,夸大享受体验,弱化可能存在的风险。”朱乐说,盛夏时节为旅游旺季,各类网络平台发布的旅行产品五花八门,旅游者自身也应加强对推介产品的甄别,特别是参加攀岩、漂流、越野等对体力、装备要求较高的专业户外运动时,务必要充分考虑个人身体素质,综合比较旅游线路的成熟度、配套安全保障措施、旅行社的信誉、资质等因素,结合自身情况谨慎选择旅游项目。活动开始时务必做好准备工作,听从工作人员安排,反复练习相关设施设备的使用操作要领,切不可在不熟悉的情况下贸然进行探险。

令人咋舌的是,这么一个频被旅行社推荐的行程,仅是领队此前自己探索一次后就发布信息开始组队,事故发生时,领队都还没有抵达活动现场。

朱乐称,旅游辅助服务者作为实际提供交通、游览、住宿、餐饮等旅游服务的人,对游客的旅游体验具有重要影响。因此,导游、领队等不得擅自更改行程,也不得虚假宣传旅游信息,对具有一定危险性的旅游项目,在现场应再次尽到必要的说明和提示义务。在突发事故导致游客受伤时,旅游经营者及旅游辅助服务者应当立即采取必要的救助措施,防止损伤扩大。

对此,旅行社辩称,旅行社与张女士仅为临时性合作关系,张女士不受旅行社的管理和工作指派,她既可以通过旅行社公众号发布信息,也可以通过其他平台发布信息,对于涉案的天坑探险活动她在接受个人报名后,并未向旅行社报备,旅行社均不知情。旅行社还特别指出,单位严禁领队私自收取预付款,“纯属她个人行为”。

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