关键词： 诺贝尔化学奖   美国化学家   布鲁斯   阿列克谢   量子点   突尼斯   俄罗斯   物理学家  

摘要： 日前,2023年诺贝尔化学奖花落“量子点”。美籍法国-突尼斯裔化学家蒙吉G.巴文迪(Moungi ***),美国化学家路易斯E.布鲁斯(Louis ***)和俄罗斯物理学家阿列克谢I.叶基莫夫(Alexei ***)因“发现和合成量子点”获得2023年诺贝尔化学奖。

关键词： 莫尔超晶格   强关联   平带   莫尔激子   莫尔声子   电子态  

摘要： 当具有晶格失配或小扭转角的2个或多个原子薄层垂直堆叠时,层间的原子排列呈现周期性变化,形成新型的平面图案,即莫尔超晶格.莫尔超晶格在范德华异质结中为相关电子态的工程设计提供了通用而强大的平台,从而涌现出大量的莫尔量子现象,例如非常规超导、相关绝缘体态、拓扑相和莫尔激子等.近年来,科研人员对扭角石墨烯和扭角过渡金属硫族化物(TMD)形成的莫尔超晶格的研究最为广泛.本文介绍了扭角石墨烯和TMD莫尔超晶格中的莫尔特性,并讨论了TMD莫尔超晶格实验中发现的新物理现象,如莫尔激子、莫尔声子和相关电子态.最后,展望了莫尔超晶格在未来研究方向面临的挑战.相信莫尔超晶格的进一步发展可以为强相关系统的量子控制提供新的思路,推动莫尔物理的发展.

关键词： 低维量子材料   量子隧穿效应   量子霍尔效应   拓扑绝缘体   石墨烯   硅烯   锗烯  

摘要： 许多新奇的量子效应可以在一些特殊的材料中被观察或者观测到,这一类材料是量子效应的载体,被称为量子材料。对量子材料的研究正在引领新的技术革命,是多个研究领域的前沿热点方向。由于低维材料中电子与电子之间的关联性和电子明显的限域效应,其中存在着丰富且奇妙的量子效应或者行为。文章主要从材料中的量子效应出发介绍了影响量子材料基本特性的几种机理,并着重介绍了几种低维量子材料(拓扑绝缘体、石墨烯、硅烯、锗烯)的发展历程、发展现状和目前所面临的挑战。

关键词： 氮掺杂碳量子点   重金属汞检测   荧光猝灭   重金属污染  

摘要： 针对传统重金属检测材料检测效果不佳的问题,提出一种新型的氮掺杂碳量子点(N-CQDs)试纸材料的快速检测方法。试验首先对N-CQDs的检测条件进行优化,然后对优化条件下的N-CQDs检测精度进行研究,最后将制备的N-CQDs试纸材料用于土壤中汞元素的检测。试验结果表明,在N-CQDs溶液体积为5μL,浓度为101.67μg·mL^(-1),pH=7的条件下反应5min,汞离子对N-CQDs的猝灭效果最好。在该条件下,汞浓度与荧光强度比值存在良好的线性关系,其相关系数R2超过0.99,检出限为0.076μmol·L^(-1);与其他重金属离子共存时,不受其他重金属离子的干扰,只对汞离子产生强烈的猝灭反应,表现出良好的选择性和抗干扰性。以尼龙滤膜为基础纸质,制作N-CQDs试纸,该试纸可根据待测物中汞离子浓度的不同出现不同的荧光猝灭效果,表现出良好的检测效果,可以用于包含土壤中重金属汞检测在内的环境监测中。

关键词： 合成   拓扑量子材料  

摘要： 拓扑量子材料因其潜在的奇妙物性和在电子器件上的应用,已成为凝聚态物理领域研究的前沿和焦点。目前在拓扑量子材料中,拓扑超导材料和拓扑磁性材料是两类极具吸引力的体系。尽管对这些材料的研究已取得很大进展,然而对其合成、性质及应用,尤其是在合成方面,仍缺乏系统性的综述。因此,本文重点介绍了两类典型拓扑量子材料的实验制备,并简要介绍了他们潜在的物理性质及应用。最后,我们对拓扑量子材料体系的研究现状和未来发展提出了自己的思考。

关键词： 稀土   荧光粉   量子点   白光LED  

摘要： 由于稀土掺杂荧光量子点材料具有发光性能优异、光吸收能力较强、化学性质较为稳定、荧光使用寿命长、荧光效率高,以及能耗低、环境友好等特征,在固态照明、平面显示、激光器件、生物成像、传感及生物检测等领域应用广泛。白光LED作为一种节能、环保、绿色照明的全固态照明光源得到广泛关注。结合本课题组对稀土荧光量子点发光材料的研究,对白光LED用稀土荧光量子点材料研究进展进行综述,并对未来发展前景和挑战进行展望。

关键词： 冷原子   输运行为   量子点接触   非平衡场论  

摘要： 输运测量是研究物质状态基本性质的重要工具。其中通过量子点接触(Quantum Point Contact)的输运是介观物理学中一个非常有趣的现象。在无相互作用或弱相互作用费米系统中,电导随门电压的变化呈现出量子化的阶梯状,这一现象揭示了物质的量子特性。近年来,冷原子体系中输运的研究已成为该领域的前沿研究之一冷原子体系具有高度可操控性的特点,也存在许多新奇物态,因此可以在冷原子的输运实验中观测到许多材料物理中无法观测到的新的实验现象。本文将以综述的形式介绍冷原子费米气体通过量子点接触的输运行为的一些前沿实验进展,此外,我们也将介绍处理该体系常用的非平衡场论方法。

关键词： 自旋—动量锁定   自旋轨道耦合   隐藏自旋极化   反铁磁自旋电子学  

摘要： 继铁磁金属之后,具有强自旋轨道耦合与空间反演破缺的自旋极化量子材料,通过自旋—动量锁定(如Rashba、Dresselhaus自旋劈裂),实现了如自旋轨道矩、自旋场效应晶体管等新一代自旋电子学效应。近期,通过耦合新自由度,研究者们发现了一些新奇的自旋—动量锁定效应,包括突破空间反演对称限制的“隐藏自旋极化”效应和突破自旋轨道耦合限制的“反铁磁自旋极化”效应,这些发现再一次拓宽了可利用的自旋电子学材料。文章简要回顾了自旋—动量锁定效应的基本原理和发展现状,重点介绍了耦合实空间自由度的自旋—动量—层锁定效应,即隐藏自旋极化;和耦合局域磁矩自由度产生的与自旋轨道耦合无关的自旋—动量锁定效应,即反铁磁自旋极化;以及与两者相关的新型自旋电子学效应。最后,展望了自旋—动量锁定中多自由度耦合问题、隐藏X物理和反铁磁自旋电子学三个方面的未来发展。

关键词： 拓扑量子材料   拓扑表面态   水分解   电池   超级电容器   乙醇氧化  

摘要： 拓扑量子材料具有非平庸的拓扑表面态,并且对于材料的杂质、缺陷或无序具有很高的鲁棒性,因此在能源转化与存储领域中备受关注。简要介绍了拓扑量子材料的分类及相应的能带结构,同时结合近十年来拓扑量子材料在能源转化与存储领域中的应用发展,阐述了拓扑量子材料在水分解、电池、超级电容器和乙醇氧化等应用领域中的研究进展。总结了拓扑量子材料在能源转化与存储领域中现存的挑战,并对未来的新应用进行了展望。

关键词： 量子计算机   固态硬盘   团队开发   计算机信息   应用物理   智能手机   磁性材料   艾哈迈德  

摘要： 量子计算机有可能彻底改变世界,但它们目前只能在极低温度下运行,而冷却计算机非常昂贵。美国得克萨斯大学埃尔帕索分校团队开发出了一种新型量子计算材料能在常温下工作,且磁性是纯铁的100倍,有望用于制造可以在常温下工作的量子计算机。相关论文已刊发于最近的《应用物理快报》杂志。研究负责人艾哈迈德·埃尔金迪表示,磁铁广泛存在于智能手机、汽车和固态硬盘(存储计算机信息的硬件)等设备内。