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.

关键词： 量子力学   材料学   研究生   教学模式  

摘要： 量子力学作为一门基础物理课程,在材料科学知识体系中占有重要地位。近年来,材料学的研究进展迅速,对量子力学教学带来了巨大挑战。本文针对材料学研究生的学习和科研需求,基于量子力学与材料学之间的学科关联性,结合景德镇陶瓷大学材料学研究生量子力学课程的实际情况,对教学模式进行改革探索,以期使课程教学为学生科研工作提供有效促进作用。

关键词： 石墨烯p-n结   热耗散   量子输运   拓扑  

摘要： 石墨烯是一种特殊的二维材料,其独特的能带结构允许人们通过电场来调控其载流子的类型和浓度,因此,在构建双极型纳米电子器件方面具有潜在应用前景.本文基于紧束缚格点模型,利用非平衡格林函数方法及Landauer-Büttiker公式,研究了石墨烯p-n结在磁场中的电输运热耗散问题.在强磁场作用下,结的两边均处于量子霍尔相,存在拓扑保护的手性边缘态.直觉上,这种拓扑保护的手性边缘态应当是无热耗散的.但本文研究发现,当有耗散源时,尽管手性边缘态受到拓扑保护,热耗散却依然可以发生.对于完美的石墨烯,单极结输运时热耗散发生在体系边缘;偶极结输运时在体系边缘和结的界面处均可以发生热耗散.当无序存在时,无论单极结还是偶极结,无序均能增强热耗散.此外,本文还研究了不同位置处的电子能量分布,发现热耗散是否发生只取决于电子是否处于非平衡分布.这些结果表明拓扑只能保护电子的传播方向,却不能禁止热耗散的发生.

关键词： 量子力学   量子输运   传输矩阵   十字型   四终端系统   量子点阵列  

摘要： 介观体系的电子输运为设计纳米尺度的纳米结构电子装置提供了理论依据。基于先前研究提出的传输矩阵方法,计算了十字型四终端量子点阵列体系模型的透射系数,并将该四终端体系模型转化成二终端模型,研究了相对于中间原点处非对称和对称的十字型量子点阵列体系的电子输运。结果表明:空间反转对称的十字型量子点阵列的透射率尖峰个数与量子点阵列上的量子点数相等,透射系数与入射电子能量、量子点宽度和量子点数有关,而与跃迁积分无关。