1、Meta和Spotify首席执行官批判欧洲AI法规
2、中科院科学家解耦钠离子层状氧化物正极材料空气稳定性
3、清华大学材料学院董岩皓课题组合作提出碳化硅气凝胶自蔓延制备新方法
4、北大电子学院徐洪起课题组与合作者在半导体-超导体复合器件研究中取得新进展
5、杭州电子科技大学夏莹杰教授团队在工业互联网安全论文获FII2024优秀论文
1、Meta和Spotify首席执行官批判欧洲AI法规
Meta首席执行官马克·扎克伯格和Spotify首席执行官丹尼尔·埃克对欧洲有关开源人工智能的规定提出批评，称由于规则复杂，欧洲有落后的风险。
这些首席执行官在周五的一份联合声明中表示，欧洲“比美国拥有更多的开源开发者”，处于充分利用开源人工智能浪潮的有利地位。
“然而，其支离破碎的监管结构，以及执行不一致，正在阻碍创新，阻碍开发商的发展。”
首席执行官们表示，欧洲的科技行业面临着“重叠的法规和如何遵守这些法规的不一致指导”，没有明确的规则。
他们表示，简化的监管框架不仅可以加速开源人工智能的发展，还可以为欧洲开发者和更广泛的创造者生态系统提供支持。
今年6月，爱尔兰隐私监管机构要求Meta暂时不要在欧洲推出其人工智能模型，此前该公司被告知要推迟利用Facebook和Instagram用户数据的计划。
考虑到目前的规定，Meta将无法在欧洲发布具有图像理解能力的Llama multimodal等即将推出的人工智能模型。首席执行官们表示，这将意味着欧洲人将“留下为别人建造的人工智能”。Spotify指出，其早期投资于人工智能，为用户创造个性化体验，这导致了流媒体服务的成功。
他们说，旨在提高欧洲主权和竞争力的法律正在适得其反。他们还说，欧洲应该“通过利用单一而多样化的市场的优势，简化和协调监管”。
首席执行官们的结论是，欧洲需要一种新的方法，具有更明确的政策和更一致的执行，并补充说，在目前的道路上，它将错过“一代人一次的机会”。
2、中科院科学家解耦钠离子层状氧化物正极材料空气稳定性
层状氧化物正极材料因高能量密度和易于规模化生产的特性，在锂离子电池和钠离子电池领域具有重要作用。得益于钠资源的广泛可得性以及在过渡金属元素选择上的高灵活性，无需依赖昂贵的钴和镍，可以采用成本效益更高的铁和铜作为替代，钠离子层状氧化物正极材料展现出成本效益。这预示着该材料在大规模储能应用中具有广阔的前景。然而，这类材料对空气的敏感性问题不容忽视。多数钠离子层状氧化物正极材料在暴露于空气中几小时内便可发生劣化，导致钠含量下降，造成电池容量的不可逆损失。此外，材料表面生成的碱性物质可能在电极浆料制备过程中引发凝胶化现象。这增加了涂覆难度，或导致电池内阻增加和产气问题，进而影响电池性能。
探讨上述问题的根本原因并制定出可行的设计原则是科研工作者追求的目标，也是推动钠离子电池走向实用化的关键一步。然而，反应的复杂性、原有杂质的干扰以及缺乏有效的原位观测技术，使得真实反应过程变得模糊不清，并导致较多假设产生。这些假设几乎探讨了空气与材料相互作用的所有可能性，但对于材料劣化的具体过程和机理缺乏清晰的观察和系统的解析。同时，由于缺乏统一的劣化条件和标准化的定量分析方法，对不同材料的性能进行定量比较变得更加困难，这在较大程度上限制了研究人员提出合理的材料改性设计原则。
为突破这一瓶颈，中国科学院物理研究所胡勇胜团队自2015年发现空气稳定性良好的铜铁锰基钠离子层状氧化物正极材料以来便持续研究这一问题。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员胡勇胜、副研究员陆雅翔，联合长三角物理研究中心特聘研究员容晓晖、燕山大学教授黄建宇，结合多种先进表征方法，系统性地解耦了不同气体与钠离子层状氧化物正极材料的相互作用，并阐明了材料的劣化路径。该团队创新性地开发出标准化测试方法，实现了对不同材料空气稳定性的定量比较，明确了影响材料空气稳定性的本征因素，提出了合理的材料改性设计原则。相关研究成果以Decoupling the air sensitivity of Na-layered oxides为题，发表在《科学》（Science）上。
该工作以NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2作为模型材料并扩展至其同系物，使用原位环境气氛透射电镜、同位素标记法、二次离子质谱、中子散射、同步辐射X射线吸收谱等先进表征方法，解耦了不同气体组分与层状氧化物的相互作用。研究发现，水蒸气、二氧化碳或氧气单独存在时不会引发材料显著的劣化反应，这挑战了三种气体尤其是水蒸气单独即可引发剧烈劣化反应的传统观点。水蒸气在劣化过程中起到关键的桥梁作用，通过与二氧化碳或氧气共存，分别引发材料的酸性降解和氧化降解过程。其中，酸性降解将引发剧烈的Na+/H+交换，在材料表面形成碳酸钠或碳酸氢钠，同时将引发裂纹拓展生长、晶格扭曲、位错产生和强酸性条件下的表面过渡金属离子还原和重构等后续反应。氧化降解中，体相中氧化物氧化还原电位较低的过渡金属离子将优先被氧化，同时释放出钠离子到表面以平衡电荷，而被氧化的过渡金属离子在表面通常不稳定，易被还原从而引发表面重构。
该工作提出了打破气体间的耦合作用是实现材料稳定存储的关键外在因素。为了量化层状氧化物正极材料的空气劣化程度，该团队开发了基于滴定气相色谱技术的标准化空气稳定性测试方法，以定量评价不同反应路径的贡献和比较不同材料的空气稳定性。根据30余种材料劣化后钠损失量的定量分析，并受前期成果的启发，该团队定义了一个新参数——阳离子竞争系数η。该参数包含过渡金属的加权平均离子势、初始钠含量和钠的离子势，可反应脱钠的难易程度。研究发现，酸性降解是主导整体劣化过程的关键因素；降低阳离子竞争系数和增加颗粒尺寸可以提升材料抵抗酸性劣化的能力；选择高电位的氧化还原对可以增强材料的抗氧化劣化的能力。基于对提升层状氧化物空气稳定性的认识，该团队设计了改性材料Na0.96Ca0.02Cu0.1Ni0.35Fe0.1Mn0.2Ti0.25O2，可将钠损失量由模型材料的0.489降低至0.019。
该工作揭示了材料界面和体相的劣化演变过程，明确了影响材料空气稳定性的本征因素，提出了相应的改善策略，为设计更稳定、更耐用的层状氧化物正极材料提供了技术方法和指导原则。
研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会会员项目、中国科协青年人才托举工程、河北省自然科学基金的支持。（中国科学院）
多种材料的酸性降解和氧化降解定量化结果以及本征空气稳定的钠离子层状氧化物正极材料的开发设计原则
3、清华大学材料学院董岩皓课题组合作提出碳化硅气凝胶自蔓延制备新方法
碳化硅是一种典型的非氧化物高技术陶瓷，碳化硅陶瓷产业的发展依赖于高端碳化硅粉体原料与产品的研发与规模生产。碳化硅气凝胶是一种优异的高温热防护材料，以其高熔点、超轻密度、极低热导率和卓越的热机械性能，受到了全球科研人员的关注。目前，已报道的碳化硅气凝胶合成技术包括溶胶凝胶法、碳热还原法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法、冷冻成型法、3D打印技术等。基于这些技术，研究人员能够制备出具有多尺度可调控微结构、卓越循环压缩特性、高拉伸性以及低损伤敏感性等优异性能的碳化硅气凝胶。但这些方法普遍存在工艺复杂、生产周期长和制造成本高等问题。与成熟的超临界干燥工艺氧化硅气凝胶相比，碳化硅气凝胶目前在性价比方面缺乏竞争力，制约了其发展与应用。如何快速、低成本、低能耗制备大尺寸碳化硅气凝胶，是领域内面临的瓶颈问题。
基于上述背景，清华大学材料学院董岩皓助理教授与中国科学院理化技术研究所李江涛研究员提出了一种全新的碳化硅气凝胶自蔓延制备方法，利用原料硅粉与聚四氟乙烯反应剂之间快速的自蔓延燃烧合成反应，实现了升量级碳化硅气凝胶的闪速合成。该研究在实验室条件下展示了在数秒内制备大尺寸碳化硅气凝胶的可行性，生产速率约为16升/分钟，大幅缩短了陶瓷气凝胶的制备周期。此外，该工艺具有合成过程近零能耗的突出特征，非常适合碳化硅气凝胶的大批量、低碳、低成本制备。对比测算表明，相较于现有的碳化硅气凝胶合成技术，自蔓延制备新方法的生产速度提升了10倍，估算成本约为5元/升，制造成本大幅降低。此项研究在合成技术上的突破，有望为碳化硅气凝胶的规模化生产和广泛工程应用开辟一条不同于现有超临界干燥工艺的新途径。
图1.自蔓延合成碳化硅气凝胶产品实物图与工艺分析
自蔓延高温合成的碳化硅气凝胶具有优异的热力性能。大批量合成的碳化硅气凝胶样品具有99.6%的超高孔隙率，密度仅为12 mg cm−3，室温热导率可以降至0.027 W m−1K−1。由于其独特的层状纳米线堆叠结构，碳化硅气凝胶在零下200摄氏度到1100摄氏度的宽温区范围内均表现出优异的结构稳定性和压缩回弹性。样品在40%压缩应变条件下能够承受数百次循环载荷而不发生明显损坏，具有良好的抗损伤性能。在热稳定性方面，碳化硅气凝胶在氧化气氛中的长期服役温度上限预估为1000摄氏度，惰性气氛下可达1700摄氏度，在极端条件热防护领域具有广阔的应用前景。
图2.自蔓延合成碳化硅气凝胶的力学性能
图3.自蔓延合成碳化硅气凝胶的隔热性能
8月13日，相关研究成果以“升量级碳化硅气凝胶的快速低成本制备技术”（Rapid and inexpensive synthesis of liter-scale SiC aerogels）为题，发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。
中国科学院理化技术研究所2020级博士生韩鲁佳和清华大学材料学院博士后陈仕乐为论文共同第一作者，中国科学院理化技术研究所研究员李江涛和清华大学材料学院助理教授董岩皓为论文通讯作者。（清华大学）
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-51278-w
4、北大电子学院徐洪起课题组与合作者在半导体-超导体复合器件研究中取得新进展
半导体-超导体复合量子器件因可用于容错拓扑量子计算而备受关注。近日，北京大学电子学院徐洪起课题组与北京量子信息科学研究院、中科院半导体所、中科院物理所等合作，研究了基于这类系统的约瑟夫森结在微波辐照下的超导二极管效应，发现通过增大微波辐照功率可使该约瑟夫森结具有单向超导电性，即零电压Shapiro平台仅存在于正负电流方向中的一个方向上，使约瑟夫森结超导二极管的整流效率达到100%。2024年8月21日，相关成果以“Microwave-Assisted Unidirectional Superconductivity in Al-InAs Nanowire-Al Junctions under Magnetic Fields”为题发表在《Physical Review Letters》上。
微波诱导单向超导电性——当外加偏置电流方向反转，超导系统的临界电流可能出现关于电流方向不对称的行为，这被称为超导二极管效应。该效应在构建低功耗逻辑器件以及探测奇异量子态方面具有重要应用，近年来备受关注。先前关于超导二极管效应的研究主要集中在静态条件，且完全单向超导电性的行为较为罕见。徐洪起课题组与合作者采用InAs纳米线和原位外延生长铝薄膜组成的复合结构制作了约瑟夫森结，利用微波辐照改变超导临界电流的不对称行为，实现了对超导二极管效应的调控。发现在有限磁场下，器件在没有微波辐照时表现出十分微弱的超导二极管效应（图1b绿线和红线）。但随着微波辐照的开启及其功率的增加，V-I曲线零电压Shapiro台阶的中心位置逐渐偏离偏置电流零点，最终形成一个有趣的单向超导状态，即零电压Shapiro台阶仅出现在正负偏置电流中的一个方向上，而常规有电阻态则出现在零偏置电流附近（图1d红线）。磁场角度依赖关系的测量进一步表明该现象是内禀于系统的。
图1.微波辐照下的超导二极管效应研究。
（a）器件结构和测量线路示意图。（b-d）典型的测量结果
与先前理论对比——另一个有趣的地方是实验中观察到的零电压Shapiro台阶中心位置随微波辐照功率增加而移动的趋势不支持先前理论研究中常用的RSJ（resistively shunted junction）模型的计算结果。根据RSJ模型的模拟计算，零电压Shapiro台阶中心位置随着微波功率的增加应当逐渐趋近电流偏置零点，而实验观察到的则是逐渐远离零点（图2）。这说明实验中观测到的效应与先前常用的理论预言存在微观机理上的区别。理解这种区别需要进一步通过提出新的微观机理进行建模计算和相应的实验测量研究。
图2.实验测得的Shapiro台阶随微波辐照功率变化的演化趋势。
这里展示了对两个器件（Device A and Device B）在不同辐照微波频率下的测量结果，每幅图中的双箭头指示了测量过程中的偏置电流的扫描方向。结果显示：零电压平台随着微波辐照功率变化而移动。
这项工作将推动超导二极管器件的高频动力学研究，也为研究约瑟夫森结系统中的对称性破缺提供了一种灵敏的探测方案。未来，高质量可调控半导体-超导体复合量子器件在周期场驱动下的内禀物理问题也值得做进一步探索。
该成果第一作者为北京大学博士生苏海天，共同通讯作者为中科院半导体所研究员潘东，北京量子信息科学研究院（简称北京量子院）副研究员张泼，北京大学讲席教授、北京量子院首席科学家徐洪起。合作者还包括北京大学博士生高涵和罗毅，北京量子院副研究员王积银、助理研究员颜世莉和吴幸军，中科院物理所博士生李国安、特聘研究员沈洁和研究员吕力，中科院半导体所研究员赵建华。该工作得到国家自然科学基金委和中国科学院青年创新促进会支持。器件加工得到北京大学校级微纳加工实验室、北京量子院微纳加工平台、北京怀柔综合极端条件实验装置微纳加工实验室的支持。（北京大学）
原文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.087001
5、杭州电子科技大学夏莹杰教授团队在工业互联网安全论文获FII2024优秀论文
杭州电子科技大学微电子研究院芯片与安全实验室（CSL）夏莹杰教授与杭州师范大学刘雪娇教授、研究生新生赵云霄和王云合作完成的研究成果“FCLA-DT: Federated Continual Learning with Authentication for Distributed Digital Twin-based Industrial Internet of Things”被第二届“未来工业互联网”学术会议（FII2024）录用，被评为优秀论文，并在深圳大学举办的第二届“未来工业互联网”学术论坛上进行了论文宣讲，论文将发表在期刊Journal of Communications and Information Networks（JCIN）。
据悉，此次会议上仅有10%的论文被评为优秀论文，颁奖典礼上于海斌院士、国家基金委二处吴国政处长、北航吕金虎副校长等嘉宾为优秀论文获奖者颁奖。
图1 “FCLA-DT: Federated Continual Learning with Authentication for Distributed Digital Twin-based Industrial Internet of Things”获评优秀论文
当前，数字孪生(Digital Twin)技术在预测性维护等工业物联网领域得到广泛的应用。大规模分布式数字孪生的工业互联网场景存在数据泄露、恶意模型等问题，团队创新性地提出了面向分布式数字孪生工业物联网场景的安全联邦持续学习方法(FLCA-DT)。具体地，方案提出了基于联邦持续学习的分布式数字孪生训练方法，使多个数字孪生体协同训练模型，同时保证各参与方的数据隐私；设计了一种基于群签名的认证方案，实现孪生体间和孪生体内的认证，并实现了多个孪生体的实时高效认证，便于大规模联邦学习的安全聚合。实验证明，在多客户端多任务的轴承故障诊断场景，与其他方案相比，FLCA-DT方案的收敛速度更快，诊断准确率更高。（杭州电子科技大学微电子研究院）
