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銅基量子自旋液體的候選者和銅基高溫超導(dǎo)材料母體在摻雜后的電子結(jié)構(gòu)
劉奇航及其合作者以最近由中科院物理所領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的ZnCu3(OH)6BrF為例，采用修正后的單體平均場(chǎng)密度泛函理論方法，對(duì)這一體系的本征和摻雜行為進(jìn)行了詳盡的模擬。研究發(fā)現(xiàn)，ZnCu3(OH)6BrF摻雜后，摻入的電子并沒有成為期待的“自由載流子”，而是局域在一個(gè)銅原子周圍，引起了局域形變。這種電子與束縛它的晶格畸變的復(fù)合體稱為極化子（如圖一所示）。本征材料的帶隙中形成新的電子態(tài)。因此，電子摻雜后，ZnCu3(OH)6BrF并沒有實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。相比之下，具有類似CuO4局部環(huán)境的銅氧化物高溫超導(dǎo)體的母體材料Nd2CuO4顯現(xiàn)除了不同的隨摻雜濃度變化的導(dǎo)電性。研究發(fā)現(xiàn)，低摻雜濃度時(shí)，銅原子附近形成較為擴(kuò)展的極化子，因此在高摻雜濃度時(shí)，這些極化子之間的躍遷可以使系統(tǒng)導(dǎo)電性大大增加，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)很好地吻合。? 該研究圓滿地解釋了最近實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的Kagome晶格的鋅銅羥基鹵化物在摻雜后并不導(dǎo)電的現(xiàn)象，指出要在量子自旋液體實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，僅僅找到量子自旋液體體系是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須實(shí)現(xiàn)有效摻雜，注入一定濃度的“自由載流子”，為耕耘在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)工作者提出了新的挑戰(zhàn)和實(shí)驗(yàn)方向。
南方科技大學(xué)
2021-04-13
2023中關(guān)村論壇開幕式發(fā)布十項(xiàng)重大科技成果 涉區(qū)塊鏈、量子計(jì)算等
今晚，2023中關(guān)村論壇在京開幕，開幕式上發(fā)布了北京國際科技創(chuàng)新中心建設(shè)十項(xiàng)重大科技成果。
央視新聞客戶端
2023-05-26
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西安交通大學(xué)科研人員在強(qiáng)場(chǎng)量子電動(dòng)力學(xué)物理領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
近年來，超強(qiáng)激光技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是10-100PW超強(qiáng)激光時(shí)代的到來，為量子電動(dòng)力學(xué)（QED）的理論驗(yàn)證提供了前所未有的極端實(shí)驗(yàn)條件。
西安交通大學(xué)
2022-05-09
北京市基金資助的重點(diǎn)研究專題項(xiàng)目在定頻量子比特的物理架構(gòu)研究中取得新進(jìn)展
北京市自然科學(xué)基金（以下簡稱市基金）資助的重點(diǎn)研究專題項(xiàng)目“超導(dǎo)量子比特集成和存儲(chǔ)”取得重要進(jìn)展。北京量子信息科學(xué)研究院于海峰團(tuán)隊(duì)提出了一種基于定頻Transmon量子比特的物理架構(gòu)。
北京市自然科學(xué)基金委員會(huì)辦公室
2022-05-26
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在大面積單層二硒化鈮晶體中觀測(cè)到伊辛超導(dǎo)和量子格里菲思奇異性的共存
伊辛超導(dǎo)是指超導(dǎo)庫珀對(duì)的自旋被有效的塞曼磁場(chǎng)固定住，由此表現(xiàn)出極強(qiáng)的的面內(nèi)臨界磁場(chǎng)（遠(yuǎn)超其泡利順磁極限）。通過分子束外延法在雙層石墨烯終止的6H-SiC(0001)襯底上成功制備出大面積（毫米以上）原子級(jí)平整的高質(zhì)量單層過渡族金屬硫化物NbSe2薄膜（僅0.6 nm厚），在此基礎(chǔ)上對(duì)其覆蓋非晶態(tài)Se保護(hù)層，進(jìn)而對(duì)非原位的電輸運(yùn)物性展開了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)：單層NbSe2薄膜表現(xiàn)出超過6 K的起始超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度和高達(dá)2.40 K的零電阻溫度，超過了早期機(jī)械剝離獲得的單層NbSe2以及分子束外延生長的單層NbSe2的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。同時(shí)，強(qiáng)磁場(chǎng)和極低溫下的輸運(yùn)測(cè)量結(jié)果直接證實(shí)了平行特征臨界場(chǎng)Bc//(T = 0)是順磁極限場(chǎng)的5倍以上，符合Zeeman保護(hù)的伊辛超導(dǎo)機(jī)制（前期NbSe2薄片中的伊辛超導(dǎo)證據(jù)需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理論擬合在更低溫更高磁場(chǎng)下的外推）。此外，極低溫垂直磁場(chǎng)下的電輸運(yùn)測(cè)量表明，單層NbSe2薄膜在接近絕對(duì)零度時(shí)的量子臨界點(diǎn)表現(xiàn)出量子格里菲斯奇異性。
北京大學(xué)
2021-04-11
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《Nature》報(bào)道南京理工大學(xué)理學(xué)院程斌教授與合作者在量子模擬領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破
強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中的巨大電子庫倫相互作用能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生豐富奇異的量子多體物態(tài)，包括非常規(guī)超導(dǎo)、莫特絕緣體、維格納晶體態(tài)、非費(fèi)米液體、量子自旋液體等。
南京理工大學(xué)
2022-10-12
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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士、徐飛虎教授等人刷新紀(jì)錄實(shí)現(xiàn)百兆比特率量子密鑰分發(fā)
近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士、徐飛虎教授等人，開發(fā)出高速高保真度集成光子學(xué)量子態(tài)調(diào)控、高計(jì)數(shù)率超導(dǎo)單光子探測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)百兆比特率的實(shí)時(shí)量子密鑰分發(fā)，將國際成碼率紀(jì)錄提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)未來量子通信的大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
2023-03-14
在基于納米石墨烯的高性能單原子電催化劑、C60衍生物高效儲(chǔ)鋰、CSPbBr3量子點(diǎn)鐵電性質(zhì)
南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系講席教授王湘麟課題組在基于納米石墨烯的高性能單原子電催化劑、C60衍生物高效儲(chǔ)鋰、CSPbBr3量子點(diǎn)鐵電性質(zhì)研究等取得重要進(jìn)展。相關(guān)論文發(fā)表于Nano Energy(IF：15.548)；ACS nano (IF：13.903)；《美國化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society，IF：14.695)。發(fā)展高效穩(wěn)定的非鉑基電催化劑對(duì)質(zhì)子交換膜電池等清潔能源轉(zhuǎn)換裝置的大規(guī)模應(yīng)用具有關(guān)鍵作用。王湘麟團(tuán)隊(duì)基于結(jié)構(gòu)明確的納米石墨烯，合成了單原子鐵-氮-碳氧還原催化劑，其催化活性接近商業(yè)Pt/C，并具有高循環(huán)穩(wěn)定性。我校物理系副教授徐虎和物理系博士后黃祥構(gòu)建了理論計(jì)算模型并模擬電催化反應(yīng)過程。在鋰電池電極材料方面，王湘麟團(tuán)隊(duì)與臺(tái)灣大學(xué)高分子科學(xué)與工程研究所教授王立義(Wang Leeyih)團(tuán)隊(duì)合作，基于C60衍生物開發(fā)高性能的儲(chǔ)鋰材料，研究論文發(fā)表于ACS Nano。王湘麟團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院袁宏明教授合作，首次發(fā)現(xiàn)全無機(jī)鹵化物鈣鈦礦CsPbBr3量子點(diǎn)具有出色的鐵電性，研究論文發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)志》。
南方科技大學(xué)
2021-04-11
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InP基多量子阱光調(diào)制器/開關(guān)、可調(diào)式多模干涉耦合器、諧振腔濾波器、2×4分路器技術(shù)
基于平面光波光路(PLC)技術(shù)的各類光功能器件，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代高速光網(wǎng)絡(luò)、高速光信號(hào)處理、大容量光互連節(jié)點(diǎn)和終端設(shè)備中光信號(hào)處理模塊的基礎(chǔ)。/lineInP基多量子阱PLC器件基于成熟的半導(dǎo)體工藝，以脊波導(dǎo)為基礎(chǔ)，具有體積小、功耗/損耗低、可靠性高、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在國際上即將形成新的產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)。電子科學(xué)與工程學(xué)院光子學(xué)與光通信研究室順應(yīng)這一趨勢(shì)，潛心攻關(guān)，埋頭研究，歷時(shí)四年完成了InP多量子阱PLC單元器件理論與實(shí)驗(yàn)研究。在國內(nèi)首次建立了PLC光路設(shè)計(jì)和光學(xué)特性測(cè)試平臺(tái)，探索出國產(chǎn)化工藝加工途徑，取得多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，成功地研制出InP基多量子阱PLC無源光子器件。包括光調(diào)制器/開關(guān)、可調(diào)式多模干涉耦合器、諧振腔濾波器、2×4分路器等，于2007年2月通過了教育部組織并主持的科技成果鑒定，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
東南大學(xué)
2021-04-10