关联电子系统调控研究进展

关联量子体系中,电荷、自旋与轨道的耦合在电子-电子相互作用驱动下产生了丰富的量子态,这些量子态在能量尺度上相近,对外界参数非常敏感,其合作或竞争导致了电荷自旋分离、赝能隙、条纹相、向列相等大量朗道费米液体理论不能解释的物理现象。本研究针对这些现象,从关联电子新材料探索、新现象和新规律的发现以及关联电子体系的实验和计算方法的发展几个方面进行研究,取得了系列重要进展。新材料方面,发现了新型铜氧化物超导体、新的Cr/Mn基超导体以及新型的量子自旋液体材料;新现象方面,发现了NbTi超导体在超高压下异常稳定的超导电性、铁基超导体的多自由度竞争以及铜氧化物的掺杂Mott绝缘体;新技术和新方法方面,建设了以能量可调的近红外至中红外泵浦太赫兹探测系统为代表的几种针对关联电子研究的实验系统,并发展了基于张量网络态的新算法针对典型强关联系统进行计算。这些进展对促进我国凝聚态物理学科的发展将产生重要推动。     

欠掺杂氧化物超导体的比热测量发现正常态有电子配对

本研究在制备出系列掺杂的高质量氧化物超导体单晶Bi2Sr2-xLaxCuO6的基础上,开展了系统的比热测量工作,发现欠掺杂的高温超导体的比热跳变高度很矮,远远低于BCS理论预言的值,而且越到欠掺杂,比热跳变高度越矮。有趣的是,在转变温度以上很高的温区仍然有一个长长的尾巴,所计算的熵在超导转变温度处不守恒。此外,当把超导转变以上的部分均考虑在内时,熵会自动守恒。联想到从过掺杂到欠掺杂的连续过渡规律,可以认定,欠掺杂的样品在远远高于超导转变温度的区域已经存在电子库珀对。     

2009年度中国基础研究十大新闻简介

由科学技术部基础研究管理中心主办,《科技导报》、《中国科学基金》、《中国科学院院刊》和《中国基础科学》4家杂志承办的2009年度"中国基础研究十大新闻"评选结果于2010年1月13日揭晓。"北京正负电子对撞机重大改造工程通过国家验收"、"查明中国陆地生态系统的碳平衡状况"、"揭示A1型短指症致病机理"、"发现β-抑制因子-2复合体信号缺损可导致胰岛素耐受"、"实验证实诱导性多能干细胞具有发育全能性"、"发现金属钠在高压条件下可转化为透明绝缘体"、"阐明纳米孪晶纯铜极值强度的形成机制"、"高温铜氧化物超导体物性和超导机理研究取得重要进展"、"鉴别出与超级杂交水稻杂种优势相关的潜在功能基因"和"找到鸟类起源的一些关键证据"等10项由我国科学家完成或为主完成的重要研究进展入选2009年度中国基础研究十大新闻。     

0.1meV能量分辨率扫描隧道谱的发展及其在单自旋态探测中的应用

本研究利用低温扫描隧道显微镜研究了吸附在超导体表面上的磁性杂质诱导的束缚态。通过提高扫描隧道谱的能量分辨率,可以观察到对应于不同角动量散射通道的多重束缚态。该工作提供了一种探测单个自旋态以及研究磁性与超导相互竞争等的灵敏实验手段。     

铁基超导体中的玻色模和超导电性的密切关系

铁基超导材料作为一类新的高温超导材料,其超导产生的原因一直备受关注,超导电子配对的机制一直是铁基超导研究中最具有挑战性的重大科学问题。目前有一个争论的焦点是,该类超导体是否仍然可以用BCS理论的延时电子和玻色子之间的相互作用来描述。我们通过扫描隧道谱仪,对两个不同铁基超导体系的样品进行了测量,发现除了超导特征的谱形之外,还有另一个特征峰,即玻色模,在两个样品中波色模的特征能量与中子自旋共振得到的能量数值相同,与超导临界温度之间呈现一个线性关系Ω/kBTc≈4.3±0.5。玻色模的特征峰与超导电性密切相关,并随着超导特征的减弱而减弱。上述研究结果揭示了铁基超导的非常规超导电性。     

开发西北热潮中的边疆矿产资源调查——以"中国西北科学考查团"为例的研究

"中国西北科学考查团"在野外工作的6年,正值中国社会开发西北热潮蓬勃兴起之时,考查团的工作对开发西北热潮起到了推波助澜的作用.中国地质学者对西北地区矿产资源给予了极大的关注,并取得了举世瞩目的成果.通过对地质考察报告的解读,总结中国学者在矿产资源调查方面的贡献及其社会影响,分析中国学者以及中国社会关注边疆矿产资源的原因.     

新型量子功能体系的物性表征及其材料探索

超导是一个宏观量子现象,具有零电阻和完全抗磁双重特性。利用这些性质以及约瑟夫森效应,超导技术在电力、能源、交通、医疗、微弱信号检测等方面得到了广泛的应用。常规的超导电性起源于电子和声子间的耦合,由于电声子耦合常数的限制,传统的超导材料临界温度Tc很低,使得超导技术的应用仍受到极大的限制。1996年,铜氧化物中高温超导电性的发现掀起了全世界研究高温超导的热潮,2008年高温超导电性在铁基材料中的发现是超导领域近年来最重大的突破。中国科学家在高温超导材料探索领域做出了卓越的贡献,并因此两度摘得国家自然科学一等奖。高温超导电性不能被传统的电声子耦合理论解释,其机理问题涉及到复杂的微观量子多体相互作用,被誉为凝聚态物理中“皇冠上的明珠”。对高温超导机理的研究不仅能够加深人类对微观量子世界的认识,更为重要的是对于探索具有更高Tc的超导材料和超导技术更广泛的应用都有非常重要的指导意义。     

开发西北热潮中的边疆矿产资源调查——以“中国西北科学考查团”为例的研究

“中国西北科学考查团”在野外工作的6年，正值中国社会开发西北热潮蓬勃兴起之时，考查团的工作对开发西北热潮起到了推波助澜的作用。中国地质学者对西北地区矿产资源给予了极大的关注，并取得了举世瞩目的成果。通过对地质考察报告的解读，总结中国学者在矿产资源调查方面的贡献及其社会影响，分析中国学者以及中国社会关注边疆矿产资源的原因。     

室温超导 疑云始末

<正>韩国团队的LK-99室温超导体实验，在理论上是可行，但合成难度极高、复现概率太小。成功复现磁悬浮只能证明LK-99具有一定的抗磁性，并不能证明它具有韩国团队宣称的室温超导特征。ChatGPT大模型热度刚刚下降，韩国、美国和中国的科学家们又因“室温超导”技术话题激起了科技圈新一轮的争议与关注。北京时间8月1日，美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）团队在arXiv平台提交了一篇题为《铜取代磷酸铅磷灰石中相关孤立平带的起源》论文，     

量子材料中的有序现象及其调控的研究进展

关联体系中多种量子有序态的竞争催生了极其丰富的物理性质和相图,对它们的研究将加深人们对量子材料中基本现象和规律的认识。而对量子序调控机制的研究,将有可能产生新的关键技术和新原理原型器件。本综述介绍了国家重点研发计划项目"关联体系多种量子有序态的竞争与调控"执行两年来,在量子材料的自旋量子纠缠序、向列序、电荷序、轨道序、超导序和拓扑序等多种量子有序态的机理与调控研究中取得的主要进展。着重介绍发现了多种基于有机-无机杂化结构的超导体系和一系列含稀土元素的新型铁基超导体,在自旋液体中发现分数化的激发,对FeSe_(1-x)S_x中向列序与超导序相互作用和Li_(0.8)Fe_(0.2)OHFeSe表面电子结构和超导电性的研究,对重费米子体系中电子的局域行为和巡游行为的相互作用的研究,以及实现了固体离子门电压的调控技术并得到了多种体系的相图等重要发现。这些研究成果加深了我们对量子序的认识,建立了研究和控制量子序的手段,也为未来量子序的应用打下了基础。     

高性能单光子探测技术研究进展

"高性能单光子探测技术"项目针对光量子信息和量子调控,特别是广域量子通信网络对高性能单光子探测器(SPD)的需求,开展超导纳米线单光子探测器(SNSPD)、超导相变边缘单光子探测器(TES)、InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)以及上转换单光子探测器(UCD)研究。项目于2017年7月立项,项目执行期为5年,共包括4个课题。项目各课题研究工作正在按照计划有序推进,已顺利完成中期既定的任务和目标。SNSPD器件和APD及UCD等单光子探测器件性能已取得部分突破;特别是高效率SNSPD和小型化InGaAs/InP APD方面成果已经达到了国际领先水平。通过和专项其他项目承担单位合作,在应用演示方面取得了量子通信、光量子模拟、量子随机数和贝尔不等式验证等多项重大应用成果。部分器件指标及应用演示成果提前达到了项目结题考核指标。     

石墨炔可神奇拦截强紫外线

正近日,山东理工大学低维光电材料与器件团队在光学非线性领域研究中取得突破,他们发现石墨炔具有优异的紫外非线性特性,可"恰到好处"地吸收紫外线。相关成果已发表在国际知名期刊《纳米尺度》上。以石墨烯为代表的二维材料因为突出的物理、化学、生物特性,迎来了前所未有的研究热潮和广泛应用。作为石墨烯的同胞兄弟——石墨炔可能具有优于石墨烯的超快光电特性。     

中国术语事业发展概况及思考

近些年来,中国术语事业取得了一定的发展,在相关成果公布出版、术语工作开展、科研立项、人才培养等方面都取得了一定的成绩。同时还存在国内外术语信息沟通不够,对于中外术语事业发展缺乏系统全面的研究,研究队伍没有形成较大影响力的合力,术语事业推进国家经济、社会发展的能力有待提高,术语学没有独立的学科地位,术语产业还处于起步阶段等问题。中国术语事业发展可考虑与国家政策、国际发展相结合,与科学研究、市场需求相结合。     

中国军事技术哲学研究60年:回顾与展望

作为自然辩证法研究的重要分支,我国军事技术哲学研究走过了一段曲折的发展之路。基于对军事技术哲学研究在世界范围内勃兴的历史与逻辑考量,本文回顾了新中国成立60年来该学科的发展历程,并结合国外同行的相关研究视域及成果,分析了我国军事技术哲学研究的学科范式及存在问题,展望了其未来的拓展方向。     

达比对历史地理学的贡献

该文论述了英国著名历史地理学家达比对历史地理学学科性质、历史与地理的关系、剖面研究方法、区域历史地理实例研究、《清册地理学》和对地图学等方面的贡献。介绍了达比的教学成果、国际学术交流以及对世界尤其中国现代历史地理学的影响。     

全球竞逐的“超导” 中国排第几？

<正>现如今,在研发新的可大规模应用的超导材料成为全球科技竞逐的目标之际,中国科学家做得怎么样呢？自人类发现超导现象以来,该领域已经产生了5个相关的诺贝尔奖。中国科学家也因超导领域的突破,两次获国家自然科学奖一等奖、一次获国家最高科学技术奖。     

高温超导量子干涉器

20世纪70年代初期,利用超导体的体宏观量子效应研制出一种灵敏度非常高的电子学元件——SQUID（超导量子干涉器）。90年代后,用高温超导材料和自有技术制成的HTc SQUID传感器的磁场检测灵敏也能达到5×10^-14T／Hz^1/2。目前,许多试验都已证实,HTc SQUID传感器不但能大幅度提高传统电子学仪器、装备和系统的性能和技术指标,还可能形成许多全新的应用。本文简单介绍了超导量子干涉器以及它在我国心磁图仪研制、大地电磁测量中的应用研究现状。     

国家自然科学基金与我国控制理论与控制工程学科的发展

TAC(IEEE Trans.On Automatic Control)和Automatica是控制理论领域国际著名期刊。"控制理论与方法"(F0301)是国家自然科学基金二级申请代码,内含21个三级申请代码,基本涵盖了控制理论的各个研究方向。本文基于1986—2009年期间,中国大陆学者在TAC和Automatica上发表的论文数、标注自然科学基金资助的论文数以及同期科学基金在"控制理论与方法"领域资助的项目数和经费数,采用相关性、因果性等分析方法进行综合分析。结果表明,科学基金对推动我国控制理论与控制工程学科的发展起到了越来越重要的作用。     

重费米子体系中演生量子态及其调控的研究进展

作为典型的强关联电子体系,重费米子材料表现出丰富的量子基态,如反铁磁序、铁磁序、非常规超导、非费米液体、自旋液体、轨道序和拓扑态等。相比其他强关联电子体系,重费米子体系的特征能量尺度低,可以通过压力、磁场或掺杂等参量对不同量子态进行连续调控,因而是研究量子相变、超导及其相互作用的理想体系。本文重点介绍国家重点研发计划项目"重费米子体系中的演生量子态及其调控"执行两年来,在重费米子电子相图、量子相变、超导、强关联拓扑态、微观电子态等前沿科学问题上的研究进展。着重介绍了重费米子超导体CeCu_2Si_2的超导序参量,在重费米子材料YbPtBi中发现的外尔费米子激发,低载流子浓度近藤晶体中的关联拓扑电子态,以及CeTIn_5体系中的局域-巡游转变和重费米子态的微观机理研究等。这些研究成果加深了我们对重费米子体系中丰富的演生量子态及其调控的理解,为项目后期研究的凝练和深化奠定了坚实的基础。     

越来越“热”的低温研究——2003年诺贝尔物理学奖评述

阿列克谢·阿布里科索夫、维塔利·金茨堡,以及安东尼·莱格特,由于在超导和超流体理论研究领域所做出的开创性贡献,而分享了2003年度的诺贝尔物理学奖。瑞典皇家科学院在其授奖决定书上称,75岁的阿布里科索夫、87岁的金茨堡和65岁的莱格特,由于在创立解释量子论中的两大现象:超导体和超流体方面的理论方面做出突出贡献而获得这一荣誉。莱格特则创立了