关键词： 中国工程院院士   集成光电子学   联合实验室   半导体照明   量子结构   国家技术发明   信息科学与技术   光调制器  

摘要： 罗毅,清华大学,教授,中国工程院院士,主要研究方向为化合物半导体光电子器件及其集成应用技术,包括激光器、LED、光调制器、光探测器,及其在光纤通信、宽带信息感知、半导体照明等领域的应用。发表学术论文367篇,授权发明专利34项。获得国家技术发明二等奖3项,国家科技进步二等奖1项。曾连续三届担任集成光电子学国家重点联合实验室主任,现任北京信息科学与技术国家研究中心副主任,国务院学位委员会电子科学与技术学科评议组召集人。

关键词： 碳量子点   金属离子   纳米传感器   检测   细胞成像  

摘要： 碳量子点(CQDs)具有独特的发光性能、优异的化学稳定性、易表面修饰、毒性小及良好的生物相容性等优点,在光学器件、光催化、化学传感及生物成像等领域备受青睐。研究发现,通过控制合成条件和选择不同碳源可得到荧光性能各异的CQDs,其在各个领域得到广泛应用。近年来,CQDs在生物传感器方面得到了极大关注,并有望成为未来应用最为广泛的一种生物材料。金属离子与多种生理过程有关,其灵敏性和高选择性的检测和成像非常需要。综述了以有机小分子为碳源的CQDs在金属离子检测中的一些最新研究成果,阐述了CQDs用于金属离子检测的荧光传感机理,并对CQDs金属离子传感器的发展进行了展望。

关键词： 非中心对称   狄拉克半金属   量子材料   材料设计  

摘要： 狄拉克半金属由于其新奇的电子结构和输运性质,受到了实验和理论学者广泛的关注.该拓扑材料在费米能级附近存在受对称性保护的狄拉克点,是由于固体中导带和价带的能带反转导致的.本综述介绍了中心对称拓扑狄拉克半金属,并且引入了一种新的三维非中心对称拓扑狄拉克半金属.通过晶体结构对称性和能带对称性分析可知,具有C或C点群的晶体可以实现非中心对称拓扑狄拉克半金属.具有C点群对称性的BiPdO晶体被理论预测为非中心对称的狄拉克半金属,并且在四重旋转轴上可以实现第二类型的拓扑狄拉克点.此外,具有C点群对称性的SrHgPb晶体和LiZnSbBi合金可以实现狄拉克点与外尔点共存的拓扑半金属,并且在LiZnSbBi合金中外尔点的出现和位置可以通过元素成分比例x调控.与中心对称拓扑狄拉克半金属相比,非中心对称拓扑狄拉克半金属由于中心反演对称性的破缺,在非线性光学和非线性霍尔输运等方面有潜在的应用.

关键词： 量子材料   化学研究   多尺度  

摘要： 量子材料发展迅猛,对推动人类科技进步有着深远的影响。然而,量子材料研究条件相对苛刻,令一批想要为量子材料发展贡献力量的科研工作者望而却步。本文通过介绍量子材料化学研究的多尺度视角,分析了从化学角度研究量子材料的方法。同时基于多尺度化学研究方法,分析了铌酸锂晶体作为量子材料应用的可能性。本文中量子材料化学研究的多尺度视角的讨论,在创制并筛选量子材料、研究量子材料的量子效应来源的本质、评估量子材料的应用前景等方面起到了促进作用。

关键词： 电子自旋   核磁共振光谱   核自旋   量子位   六方氮化硼   相干控制   量子信息   原子尺度  

摘要： [本刊讯]美国普渡大学的研究人员通过使用光子和电子自旋量子位来控制二维(2D)材料中的核自旋,实现了在2D材料中写入和读取带有核自旋的量子信息。他们用电子自旋量子位作为原子尺度的传感器,首次在超薄六方氮化硼中实现对核自旋量子位的实验控制。该研究工作拓展了量子科学和技术的前沿,使原子尺度的核磁共振光谱等应用成为可能。研究人员表示,这是第一个展示2D材料中核自旋的光学初始化和相干控制的成果。相关工作发表在2022年8月15日的《自然·材料》上。

关键词： 糖葫芦   碳量子点   荧光  

摘要： 糖葫芦是中华传统美食之一,作为美食,它家喻户晓、人见人爱。众所周知,精心熬制的糖浆是制作出美味糖葫芦的关键原料。有意思的是,当我们将糖葫芦放在紫外灯下观察的时候,可以看到糖浆还能发出漂亮的绿色荧光,这是为什么呢?这是因为,糖浆中含有一种荧光材料——碳量子点。本文从糖葫芦外层糖浆在紫外灯下会发出荧光的现象入手,详细研究糖葫芦糖浆和实验室制备糖浆的荧光性能和微观结构,并简单介绍碳量子点在生活和科研中的应用。

关键词： 拓扑绝缘体   拓扑半金属   磁性拓扑绝缘体   量子反常霍尔效应   拓扑超导体  

摘要： 近20年来,拓扑量子物态和材料已成为凝聚态物理领域最为重要、发展最快的前沿领域之一。文章简单回顾这一领域的研究进展,介绍包括拓扑材料体系、磁性拓扑材料、拓扑超导体及相关物理。这些材料涉及的研究范畴广泛,未来可能推动电子学、自旋电子学、光学等各个方向的基础研究和产业发展。

关键词： 磷烯纳米带   光场驱动   Floquet理论   动态能隙   准平带  

摘要： 为了拓宽磷烯纳米带的应用范围,基于紧束缚模型和Floquet理论,对锯齿形磷烯纳米带在周期光场驱动下的能带结构和电子输运性质进行了探究.结果表明:1)在光子能量大于体能隙的线偏振光照射下,体系的Floquet能谱会出现2个动态能隙,其能量范围依赖于光的频率和场强;2)若改变光的频率,使得导线的费米能进入某个动态能隙,则电导将从接近无光照的高值迅速降到零;3)当费米能位于导线的准平带内时,电导只是被辐照部分抑制.表明光场在磷烯纳米带中诱导的动态能隙会显著影响输运体系的电导,这有助于设计基于磷烯纳米带的光控器件.

关键词： 量子点   法医学检验   进展  

摘要： 量子点材料由于其独特的荧光性能被用于构建成各类纳米探针,广泛用于法医学检验领域。为了解量子点及其在法医学检验中的应用研究现状,本文综述了量子点材料的分类、制备方法,以及量子点在法医学检验应用中取得的最新进展,并对其研究方向进行展望,以期促进量子点在法医学检验中得到进一步的推广和运用。

关键词： 量子计算   拓扑超导体  

摘要： 鉴于“摩尔定律”已经逼近极限,众多替代传统计算的方法被提出,其中量子计算是最受关注和研究最广泛的一种.由于量子体系的不可封闭性,外界大量不可控的因素会导致量子耗散和退相干,为了尽可能避免量子叠加态的退相干,制备具有鲁棒性的量子比特成为了关键环节之一.马约拉纳零能模是拓扑和超导复合体系中涌现的准粒子,具有非阿贝尔统计性质,它的时空编织受到非局域的拓扑性质保护,因此,以马约拉纳零能模构造的拓扑量子比特对量子退相干具有天然的鲁棒性.虽然经过全球范围内各个实验组艰苦卓绝的探求,目前关于马约拉纳零能模的实验验证仍然扑朔迷离.本文回顾了量子计算的发展历程和主要的技术手段,重点介绍了拓扑超导态/体的理论、可观测的实验现象、以及最新的实验研究进展,并对此做出了分析和评述.最后对拓扑超导态/体在量子计算领域的应用前景进行了展望.