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： 硼烯纳米带   量子输运   格林函数   电流-电压曲线  

摘要： 硼烯是继石墨烯以来很有潜力的新型二维材料,本文采用格林函数方法结合Landauer-Büttiker公式,着重研究了电极-中心区连接方式、层间跃迁和在位能无序对双层硼烯纳米带电荷输运的影响,计算了双层硼烯纳米带的色散关系、透射谱以及电流-电压曲线.计算结果表明:双层硼烯纳米带均呈现金属行为,该现象与电极-中心区连接方式、层间跃迁以及无序均无关,定性解释了双层硼烯为金属的实验结果.当左右电极为单层硼烯时,体系透射谱不存在量子化电导平台,相应的电流小于左右电极均为双层硼烯纳米带的情况.电流与层间跃迁的关系依赖电极-中心区连接方式.当左右电极为双层硼烯时,随层间跃迁的增大,电流先增大后减小;当左右电极不相同时,随层间跃迁的增大,电流先迅速增大而后达到饱和;当左右电极为上(下)层硼烯时,随层间跃迁的增大,电流振荡下降(上升).最后发现双层硼烯纳米带的输运性能随无序强度的增大而减弱.

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.