关键词： 超导材料   量子计算   零电阻   相干时间   集成电路  

摘要： 超导材料在量子计算中的应用依赖其零电阻特性和相干性,使其成为实现高效量子计算的核心技术之一。分析了量子计算的现状及其面临的退相干问题,探讨了超导材料在量子比特实现中的性能挑战,重点介绍了零电阻效应在量子电路中的关键应用方法,并详细阐述了优化Josephson结设计和低噪声控制,延长超导量子比特相干时间的技术手段。此外,还讨论了超导材料在量子计算集成电路中的发展潜力,特别是如何以先进的制造工艺和材料选择提升集成度和计算效率。通过对这些技术的探讨,展示了超导材料在推动量子计算领域发展的关键作用。

关键词： quantum transport   coherent interference   anomalous quantum transport   coherent interferenceimpurity scatteringand   microcavity exciton polaritons   quantum transportthese   transition localized delocalized phasesand   electronic systemsrecent  

摘要： Quantum transport arises from the interplay of coherent interference,impurity scattering,and inter-particle interactions[1,2].The competition between disorder and interaction leads to a transition between localized and delocalized phases,and many breakthroughs have been made[3].While traditional theories focus on electronic systems,recent advancements in quantum technologies,such as Bose-Einstein condensates[4],superconducting qubits[5],and trapped ions[6],enable direct simulations of quantum *** systems provide new opportunities to explore quantum transport beyond traditional theories,offering direct insights into particle distribution in space and time[7].

关键词： 二维材料   微纳光腔   多自由度调控   腔量子电动力学   光与物质相互作用  

摘要： 二维材料具备大激子束缚能、可堆叠为异质结构等独特物理性质,近年来得到广泛研究,基于二维材料的器件在光电子学、量子信息和纳米技术等领域展现出巨大的应用潜力。微纳光腔能在微纳尺度上调控光场与物质的相互作用,为研究量子体系的激子-光子耦合提供理想平台。因此,二维材料与微纳光腔的集成是目前重要的研究方向之一。本文综述了二维材料与微纳光腔耦合的典型器件结构,重点讨论了该体系中准粒子之间的相互作用和多自由度调控。通过设计与调控这些耦合体系,探索新奇的量子现象,如激子极化激元、激子-纳米腔声子自由度相互作用等,其中丰富的量子效应展现了该体系在量子光源、非线性光学和拓扑光子学中强大的应用潜力。尽管当前制备与集成工艺仍需提升,强关联与多体效应理论仍需完善,但二维材料-微纳光腔耦合体系这一领域的快速发展为光量子科技的进步提供了新的机遇。

关键词： 十二水磷酸氢二钠   碳钢   水热法   碳量子点   缓蚀剂  

摘要： 以木质素和大豆分离蛋白为前驱体,通过水热法分别合成了两种新型碳量子点(CDs-1和CDs-2),将其作为Q235碳钢在熔融十二水磷酸氢二钠水合盐相变材料中的缓蚀剂,并对其微观结构、表面性能和缓蚀行为进行了研究。结果表明:CDs-1和CDs-2的表面有氮、硫元素基团,平均粒径分别为3.25 nm和4.25 nm,碳量子点的阻抗随浓度增大而增大。在200 mg/L的浓度下浸泡24 h,CDs-1的缓蚀效率为64.92%,CDs-2的缓蚀效率为79.58%。

关键词： 轴子绝缘体   无序   半量子化   古斯–汉欣位移   拓扑磁电效应   量子输运  

摘要： 近年来,凝聚态物理学中的轴子绝缘体研究引起了广泛关注,因为它具有类似于高能物理中假想基本粒子轴子的电磁响应,从而导致体系中出现半量子化的表面霍尔电导或拓扑磁电效应性质。最近,在三维磁性拓扑绝缘体异质结和本征磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4的输运实验中发现了轴子绝缘体存在的迹象,然而,精确测量轴子绝缘体的半量子化电磁响应仍具有挑战性。在这篇综述中,我们回顾了磁性拓扑绝缘材料中轴子绝缘体研究的理论和实验进展。讨论了由于体边对应关系导致的轴子绝缘体的半量子化棱电流激发,以及一种基于半磁性拓扑绝缘体的半量子化霍尔电导的输运理论。最后,我们探讨了轴子绝缘体中的无序诱导相变,包括表面存在的二维类量子霍尔电导平台相变的普适类,并提出了利用这种相变的普适特征来探测轴子绝缘体的方案。

关键词： 钙钛矿量子点   光电器件   极化子   光吸收  

摘要： 钙钛矿量子点作为一种新兴的纳米材料,在光电转换领域展现出巨大的应用潜力,其中极化子在光谱特性和光电性能方面发挥着关键作用.本文通过幺正变换和Larsen方法,建立了极化子光吸收模型,揭示了钙钛矿量子点中极化子跃迁光吸收随电子-声子耦合常数和有效质量的变化规律.这一结果阐明了极化子光吸收的物理机制,为钙钛矿量子点材料性能的优化提供了新的思路和方法,同时拓展了其在光电探测器、发光二极管以及太阳能电池等领域的应用前景.

关键词： 拓扑绝缘体   拓扑半金属   拓扑材料   电子输运性质  

摘要： 拓扑量子材料是一类具有非平庸拓扑序的物质,其在低耗散电子器件、拓扑量子计算和自旋电子学等领域展现出广阔的应用前景。作为研究拓扑量子材料的关键实验技术,电输运测量不仅在揭示电子能带结构和探测拓扑表面态方面发挥了关键作用,也为新型拓扑量子器件的设计与优化提供了重要技术支撑。文章首先介绍电输运测量的基本原理与实验方法,随后综述其在不同类型拓扑量子材料研究中的应用,最后简要探讨本领域未来的发展方向及挑战。

关键词： 量子材料   非平庸拓扑性   熔融法   助熔剂法   化学气相输运法  

摘要： 近年来,拓扑量子态及其相关材料已成为凝聚态物理研究的前沿热点,其展现出的新奇量子物态极大地拓展了人们对量子物质的认识边界。以拓扑绝缘体、拓扑超导体和拓扑半金属为代表的拓扑材料体系,不仅蕴含着丰富的物理内涵,更展现出广阔的应用前景。这一领域的蓬勃发展既依赖于理论计算的突破,也需要材料制备与物性表征技术的协同进步。其中,拓扑材料的可控生长作为连接理论预测与物性实现的关键环节,发挥着不可替代的作用。文章将系统介绍拓扑量子材料及其晶体生长技术:首先概述几类典型的拓扑量子材料体系的特征,继而进一步介绍几种常用的晶体生长技术。随着对拓扑材料认知的不断深入,这类材料有望在低功耗电子器件和拓扑量子计算等领域实现突破性应用,为下一代信息技术发展提供新的物质基础。

关键词： 实验设计   实验教学   量子点制备   光催化   材料分析方法  

摘要： 该文设计了不同InP量子点的制备、材料表征和制氢活性分析光催化综合性实验,作为“材料分析方法”课程实验。首先通过热注入法设计合成了三类不同的量子点:单独的InP量子点、壳层修饰的InP/ZnS量子点及Ni掺杂ZnS的InP/ZnS(InP/Ni:ZnS)量子点;通过X射线衍射分析、能量散射X射线谱、紫外可见吸收光谱和发光光谱对其结构组成、元素分布、带隙大小等进行了分析;通过光催化制氢活性研究了ZnS壳层以及Ni掺杂对InP量子点材料催化活性的影响。学生可在整个过程中将理论与实践有机结合,了解量子点光催化制氢的基本原理,掌握前沿热点材料量子点的制备,并加强对相关材料分析方法的认识。

关键词： 碳量子点   金属-有机框架材料   荧光传感器  

摘要： 金属-有机框架(MOFs)材料具有丰富的多孔拓扑结构，与小分子或金属离子相互作用时其结构或性质发生变化，引起荧光或颜色发生变化，为开发基于MOFs的光学传感器提供了有利条件。碳量子点(CQDs)是一种新型类球状的纳米粒子，可吸收紫外可见光，具有良好的荧光性质，在荧光传感方面应用潜力巨大。将CQDs引入MOFs，为MOFs材料增加了新的活性点，制备的CQDs@MOFs复合材料具有响应时间更短，检出限更低的优势。介绍CQDs@MOFs复合材料的制备方法及其在荧光传感器中的应用进展，并展望了CQDs@MOFs复合材料未来的发展前景。