关键词： 光阴极   基础理论   阴极材料   合作者   理学院   量子   报道   大学  

摘要： 据报道,西湖大学理学院何睿华课题组连同研究合作者一起,发现了世界首例具有本征相干性的光阴极“量子”材料,其性能远超传统的光阴极材料,且无法为现有理论所解释,为光阴极研发、应用与基础理论发展打开了新的天地。相关论文《一种钙钛矿氧化物上的反常强烈相干二次光电子发射》,已于北京时间2023年3月9日凌晨在线发表于《自然》期刊。1887年,德国物理学家赫兹在实验中发现,紫外线照射到金属表面电极上会产生火花。

关键词： 光阴极   阴极材料   自由电子激光   粒子加速器   发射角   尖端科技   电子谱仪   合作者  

摘要： 西湖大学理学院何睿华课题组连同研究合作者,发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料,其性能远超传统的光阴极材料,且无法为现有理论所解释,为光阴极研发、应用与基础理论发展打开了新的天地。光阴极材料是当代粒子加速器、自由电子激光、超快电镜、高分辨电子谱仪等尖端科技装置的核心元件。一直以来,它存在固有的性能缺陷——所发射的电子束“相干性”太差,也就是,电子束的发射角太大,其中的电子运动速度不均一。

关键词： 光电效应   量子化   光阴极   量子力学   紫外线照射   德国物理学家   阴极材料   基础理论  

摘要： [本刊讯]西湖大学理学院的何睿华课题组在“常见”的量子材料的研究中发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料,其性能远超传统的光阴极材料,为光阴极研发、应用与基础理论发展打开新的天地。1887年,德国物理学家赫兹在实验中发现,紫外线照射到金属表面电极上会产生火花。1905年,爱因斯坦基于光的量子化猜想,提出对该现象的理论解释。这标志着量子力学大门的正式开启。由此,将“光”转化为“电”的“光电效应”以及能够产生这个效应的“光阴极”材料,进入人类的视野。

关键词： 碳量子点   羧基化石墨相氮化碳   林可霉素   电化学发光   适体传感器   牛奶  

摘要： 目的 构建一种高灵敏的核酸电化学发光(electrochemiluminescence,ECL)适体传感器检测牛奶中的林可霉素(lincomycin, LIN)残留。方法 以壳聚糖为交联剂,在玻碳电极(glassy carbon electrode, GCE)表面固定羧基化石墨相氮化碳(carboxylated functionalized graphite-like carbon nitride,C-g-C_(3)N_(4))和碳量子点(carbon quantum dots,CQDs),制得CQDs/C-g-C_(3)N_(4)/GCE。电极活化后,将LIN的适配体(Apt-DNA)和二茂铁标记的DNA (Fc-DNA)修饰至电极表面,构建新型的电化学发光适体传感界面。采用循环伏安和交流阻抗对传感器的构建过程及电化学性能进行考察,同时对传感器的电化学发光行为进行分析,并应用于牛奶中LIN的检测。结果 CQDs和C-g-C_(3)N_(4)之间能产生强烈的协同效应,复合材料不仅能提供大量的活性催化位点,而且能促进S_(2)O_(8)^(2-)还原成大量的SO_(4)^(·-), CQDs/C-g-C_(3)N_(4)复合材料修饰电极的发光信号达13606 a.u.,分别是CQDs/GCE和C-g-C_(3)N_(4)/GCE发光信号的24.2和5.6倍。当LIN不存在时,由于二茂铁的猝灭作用,Fc-DNA/Apt-DNA/CQDs/C-g-C_(3)N_(4)/GCE产生较弱的发光信号;当适体传感器经LIN培育后,由于Apt-DNA与LIN的高特异性结合,导致部分Fc-DNA从电极表面脱落,发光信号恢复。在最佳条件下,电化学发光强度与LIN质量浓度对数在0.10 ng/mL~100.00μg/mL范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.03 ng/mL (S/N=3)。传感器对LIN具有良好的特异性识别能力,应用于牛奶中LIN的检测,加标回收率为93.5%~104.0%,相对标准偏差为2.9%~4.1%。结论 制备的Fc-DNA/Apt-DNA/CQDs/C-g-C_(3)N_(4)/GCE适体传感界面可用于牛奶中LIN残留的高灵敏检测。

关键词： 拓扑绝缘体   量子点   电子输运  

摘要： 文章为探究HgTe量子点和传统半导体量子点的性能优劣,理论上研究HgTe量子点的电子性质,利用非平衡格林函数方法,研究了两个铁磁电极之间的HgTe量子点在小偏压下的电流输运性质,并将其与传统半导体量子点进行比较。研究发现,对于HgTe量子点体态,其电子性质与输运性质与传统半导体量子点类似;对于HgTe量子点边缘态,量子点边缘处的电子可以延伸到量子点的中心,从而在小偏压下就会产生电流,导致HgTe量子点的输运性能优于传统半导体量子点。同时,输运电导会随着量子点的半径减小、温度增高而减小。

关键词： 量子结构   光电子器件   航空航天   医疗健康   光电材料   可调性   智慧生活   超低功耗  

摘要： 低维量子结构光电材料具有灵活的能带剪裁特性、丰富的异质界面可调性、优异的电子输运特性及独特的光学性能等,在超敏、超快、超低功耗、超高集成的新型光电子器件领域有着重要的应用前景,是实现对航空航天、深地深海深空探测、智慧生活、医疗健康等领域的升级变革的一项关键技术。

关键词： 量子等离激元   石墨烯   量子辐射体   束缚态  

摘要： 作为光与石墨烯中的传导电子在其表面形成的准粒子,量子等离激元因其展示出的对光超越衍射极限的强束缚特性而在发展量子互联器件方面有很大的应用前景。然而石墨烯对量子等离激元显著的吸收通常会导致其所介导的量子信息发生耗散,这极大地限制了其应用。本文我们通过研究量子辐射体和单层石墨烯表面的量子等离激元的近场强耦合,提出了一个克服损耗量子等离激元对辐射体量子相干性破坏作用的物理机制:我们发现随着量子辐射体和石墨烯之间距离的减小,它们形成的总系统能谱中会出现一个束缚态,此时辐射体量子信息的完全耗散将被有效抑制,且最终可以持续保持到稳态。我们的结论提供了一个抑制损耗量子等离激元对辐射体量子信息破坏作用的行之有效的方法,这为发展量子激元器件提供了一定的理论基础。

关键词： 量子点   碳原子   半导体材料   紫外光照射   生物质材料   照明技术   球形结构   候选者  

摘要： 量子点是一种新型纳米级半导体材料,通常为直径在2~20 nm的球形或类球形结构,在外加电场或紫外光照射下会发出特定的荧光,又被称为“荧光量子点”。量子点一般从铅、镉和硅的混合物中提取,普遍有毒,对环境也有很大的危害。碳量子点仅由碳原子组成,对环境友好、低毒,成为显示和照明技术发展的潜在候选者。

关键词： 量子结构   光电材料   光电子器件   航空航天   界面调控   医疗健康   外延生长   智慧生活  

摘要： 低维量子结构光电材料具有灵活的能带剪裁特性、丰富的异质界面可调性、优异的电子输运特性及独特的光学性能等,在超敏、超快、超低功耗、超高集成的新型光电子器件领域有着重要的应用前景,是实现对航空航天、深地深海深空探测、智慧生活、医疗健康等领域的升级变革的一项关键技术。近年来低维量子结构光电材料能带设计、外延生长、界面调控技术的突破性进展,引领了新型量子材料、红外探测器件、高速晶体管、微型显示等多个领域的发展方向。

关键词： 半导体-超导体纳米线   分子束外延   马约拉纳零能模   拓扑量子计算  

摘要： 局域环境和量子比特之间的相互作用引起的量子退相干是目前限制量子计算发展的主要技术瓶颈。基于马约拉纳零能模的拓扑量子计算通过将量子信息非局域地存储于两个空间分离的马约拉纳零能模及其拓扑结构中,实现对局域噪音的免疫,有望从物理层面解决量子退相干问题。强自旋轨道耦合窄禁带半导体与超导体构成的异质结纳米线是研究马约拉纳零能模和拓扑量子计算的理想实验平台。本文综述了近年来高质量半导体-超导体纳米线的原位分子束外延制备和低温量子输运研究进展,并对半导体-超导体纳米线拓扑量子计算研究进行了展望。