磁场可以控制热和声的传播
近日,研究人员发现了可以用磁场控制热传导,并且首次揭示了声子——传导热量和声波的基本粒子——具有特殊的磁性质。 在3月23日发行的《自然•材料》杂志上,俄亥俄州立大学的研究人员展示了一项新技术:当热量流经一个半导体时,用医用核磁共振量级的磁场可将热流减少12%。 这项研究首次揭示了声子,即传导热量和声波的基本粒子,具有特殊的磁性质。 “这为我们理解声波提供了一个新方向,我们已经用磁场控制了热传导,只要磁场强度足够大,我们应该也可以控制声波。”俄亥俄州著名的微纳加工专家Joseph Heremans告诉我们。 在Heremans看来,热和声之间的关系已经足够让人惊讶,更不用说它们都可以用磁场来调控。但从量子力学的角度来说,这两者只是能量的不同表述形式,其本质是相同的。因此,如果一种手段能控制热,那么它一定可以控制声,反之亦然。 “从本质上讲,原子振动产生热量。热量通过振动在材料中传播。材料的温度越高,原子振动越剧烈。......阅读全文
研究人员首次实现声子极化激元电激发
据最新一期《自然》杂志报道,美国纽约市立大学研究人员在创造新型光热材料方面迈出重要一步:他们首次实现了一种利用电流激发声子极化激元的新机制,为开发更低成本、更小巧的长波红外光源和更高效的冷却设备开辟了新途径。人们常常苦恼,手机用久了就发烫,未来这一问题有望解决,并且手机还有望内置微小传感器,以超高灵
声子激活原子,水晶变“磁铁”
美国莱斯大学量子材料科学家发现,当原子做圆周运动时,它们也能创造奇迹:稀土晶体中的原子晶格受到一种名为手性声子的螺旋形振动被激活时,水晶就会变成“磁铁”。相关研究发表在最新一期《科学》杂志上。 在实验中,研究人员需要找到一种方法来驱动原子晶格以手性方式移动。他们使用的声子频率大约为10太赫兹。
研究团队提出磁有序体系中声子磁性新机制
声子是描述固体中晶格集体振动的元激发。一般情况下,声子通过离子运动产生的轨道磁矩较微弱。然而,在一些材料中,声子可通过耦合磁性自由度获得较大的磁矩。大的声子磁矩利于实现磁序与晶格振动的相互调控,引起了科研人员的关注:一方面可以通过操控声子来调控自旋动力学以及材料的宏观磁序;另一方面,可以通过操控
我国学者在声子耦合激光晶体研究方向取得进展
在国家自然科学基金项目(批准号:52025021、52422201、92463304)等资助下,山东大学于浩海教授团队联合南京大学陈延峰教授团队在声子耦合激光晶体领域取得新进展。相关研究成果以“稳态非线性激射中的电子-声子-光子激发(Electron‒phonon‒photon excitati
半导体所在激子声子的量子干涉研究中获进展
近日,中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室报道了二维半导体WS2中暗激子与布里渊区边界声学声子之间量子干涉导致的法诺(Fano)共振行为(图1a、b),并揭示了对称性在其中的重要作用。相关研究成果以《少数层WS2中暗激子与边界声学声子的量子干涉》(Quantum interferen
Nature子刊:信号传导带来医疗突破
小儿脑积水是一种毁灭性的神经疾病,每一千名新生儿中就有一至三名患有这一疾病。近日,爱荷华大学的研究人员通过小鼠研究发现了小儿脑积水的新病因,研究显示是一个细胞信号传导发生故障从而影响了正常大脑发育相关的未分化脑细胞。他们采用相应药物进行治疗,修复了受到影响的神经前体细胞,缓解了脑积水的病情。文章
量子无损光力学声子测量仪
声子, 作为力学激发的最小能量单位, 其测量精度一直是量子计算、量子通讯等各种量子应用技术发展的主要制约因素。最近的一项研究表明通过精巧设计的光力学装置(如图), 可以在极为宽泛的频域内对声子实现单量子精度并且非破坏性的量子测量。 研究相关的论文题为: “Quantum non-demolit
太赫兹声子极化激元产生及相干调制机理研究获进展
近日,中国科学院上海光学精密机械研究所研究团队在太赫兹驱动声子极化激元产生及相干调制机理方面取得进展。 高速信号调制技术是光通信、数据中心、量子计算等领域的核心。近年来,硅基和铌酸锂基两大技术路线在材料集成、工艺突破与应用场景扩展方面均取得进展。目前已实现数百GHz的信号调制,但受限于电极微波
团队在计算和数据驱动的拓扑声子材料研究中获进展
声子是凝聚态物质中最常见的粒子之一,是晶格振动的能量量子化的体现,集体激发的准粒子,与材料的热学、光学、电学和力学等基本物性密切相关。2017年前,从拓扑绝缘体,拓扑半金属到拓扑超导,拓扑电子材料的研究引领了前沿,关于固体材料的拓扑声子尚未研究。与其他体系的拓扑物性一样,因拓扑性的保护声子会在材
太赫兹声子极化激元产生及相干调制机理研究获进展
近日,中国科学院上海光学精密机械研究所研究团队在太赫兹驱动声子极化激元产生及相干调制机理方面取得进展。高速信号调制技术是光通信、数据中心、量子计算等领域的核心。近年来,硅基和铌酸锂基两大技术路线在材料集成、工艺突破与应用场景扩展方面均取得进展。目前已实现数百GHz的信号调制,但受限于电极微波与光波速
《自然》介绍新兴学科“声子学”研究八个主题领域
繁华大城市的街区,每天有喧闹的人群嘈杂、来往的汽车喇叭,生活在这里的人能毫不受城市噪音的影响吗?据物理学家组织网近日报道,美国佐治亚理工大学科学家在《自然》杂志上发表述评文章,介绍了目前一门新兴学科——声子学的八个主题领域,随着这些领域的发展进步,能让人们在繁华大都市里也享有宁静的生活。
Nature子刊:癌细胞代谢影响信号传导
与正常细胞相比,癌症细胞代谢更依赖葡萄糖的有氧糖酵解,这被称为瓦博格效应“Warburg effect”。将瓦博格效应作为潜在癌症治疗靶点的研究人员,一般针对癌细胞中调控代谢水平的生化信号进行研究。 日前,加州大学洛杉矶分校的分子和医学病理学教授Thomas Graebe
ABC三层石墨烯中的电子红外声子耦合研究获进展
堆垛是二维层状材料一个独特的结构自由度,在对称性破缺和各种新奇的电学、光学、磁学以及拓扑现象等方面发挥着重要作用。例如,与具有中心对称性的2H堆垛双层二硫化钼形成明显对比,3R堆垛双层二硫化钼的空间反演对称性是破损的,为光谷电子学和非线性物理提供了一个理想平台。 图1:不同极性体系的LO声
微型“蹦床”引导声子在芯片中顺畅转弯
全球最疯狂的“蹦床”不仅能左右摇摆,还能“拐弯”。这款微型“蹦床”由德国康斯坦茨大学、丹麦哥本哈根大学和瑞士苏黎世联邦理工学院的物理学家共同设计并制造。其目的在于展示一种改进的声子传输方法,例如将其应用于微芯片中,引导声子通过狭窄的弯道。相关研究论文发表于最新一期《自然》杂志。想象一下这样一张“蹦床
中国科大实现可编程拓扑声子芯片
中国科学技术大学郭光灿院士团队教授邹长铃与清华大学教授孙麓岩、宾夕法尼亚州立大学教授Mourad Oudich和Yun Jing等开展合作研究,首次在非悬空、片上大规模可拓展的微米尺度波导中,实现了1.5吉赫兹频率的拓扑声子边缘态与鲁棒Thouless泵浦,并研制出具备电调功能的拓扑声子马赫-曾德尔
北大高鹏实现界面局域声子色散测量
作为晶格振动的准粒子,声子直接影响凝聚态体系的热导率、电子迁移率等物性,并在传统超导、结构相变、光散射等物理机制中起着重要作用。上世纪50年代,诺贝尔物理学奖获得者麦克斯·玻恩(Max Born)与我国半导体物理奠基人黄昆先生合著的《晶格动力学理论》(Dynamical Theory of Cr
纳米表面声子首次实现三维成像
据最新一期《科学》杂志报道,奥地利格拉茨技术大学物理研究所联合法国南巴黎大学固体物理实验室,首次成功地对纳米表面声子进行了三维成像,有望促进新的更有效的纳米技术的发展。 无论是显微技术、数据存储还是传感器技术,都依赖于材料表面的电磁场结构。在纳米系统中,表面声子——原子晶格的时间畸变,对物理和
高频声子源参量锁定技术取得重要进展
电子科技大学基础与前沿研究院邓光伟教授课题组联合信息与通信工程学院副教授黄勇军,基于一维光声晶体微腔体系,提出了一种全新的双驱动参量锁定技术。该研究成果近日发表在国际期刊《光学》上。声子是一种声音、热量、机械等能量传输的载体。与光子等载体不同,声子传播速度慢、更易于操控,在固态量子精密测量领域有广泛
揭示MXenes电子—声子相互作用新机制
近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军团队与北京航空航天大学教授郭洪波、副教授李介博等合作,发现了MXenes中电子能量弛豫新通道,揭示了MXenes电子—声子相互作用新机制。相关成果发表在《自然—通讯》。 等离激元是金属表面电子的集体振荡,在金属纳米材料中比较常见。研究电子和声子之间
MoB2中螺旋节线声子谱的预言和验证的联合研究获进展
近年来,越来越多的拓扑绝缘体和拓扑半金属材料被预言、验证和研究,推动了拓扑材料理论的不断发展和完善。在对称性指标理论和拓扑量子化学理论提出后,中国科学院物理研究所研究员方辰、方忠等确立了对称性数据与拓扑不变量的关系,形成拓扑词典,再与研究员翁红明等合作,发展了高通量计算判别拓扑材料的方法,反过来
半导体所等在转角双层MoS2的moiré声子研究中取得进展
基于二维材料的范德瓦尔斯异质结(vdWHs)可以通过化学气相沉积(CVD)或者干/湿转移法制备。它们通常具有明显且高质量的二维界面,为研究界面相关的性质提供了一个优质平台。另外,vdWHs中子系统成分、样品厚度以及界面旋转角的多样选择也为操控它们的光学和电学性质提供了更多自由度。其中,由于单层过
中科院物理研究所超快电荷序形成的激子声子自放大机制
在完美晶格中,由于电子与其他集体激发的相互作用,晶格会发生周期性畸变,从而形成电荷密度波(charge density wave)或称电荷序。通常情况下,电荷密度波的形成可能来自于电子费米面嵌套、电声耦合或其他尚未探明的因素。电荷密度波的形成机理仍是凝聚态物理的热点问题,并与超导等量子现象息息相
Nature子刊:在细胞之间进行能量传导的新方式
研究员发现了蛋白质之间进行电子传导的新方式,推翻了现有的实验结论。这一过程属于动植物细胞产生能量的过程,可以更好地了解到细胞内蛋白质的活动,以及由能量功能障碍引起的疾病。 科研人员发现了一种新的能量代谢方式,推翻了目前已 加泰罗尼亚生物工程研究院和塞维利亚化学研究院的研究员发现了蛋白质之间进
基于布里渊散射声学声子的单向光信息存储首次实现
近日,中国科学技术大学教授、中科院院士郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室董春华研究小组与博士后邹长铃首次在介质微腔内实现了基于布里渊散射声学声子的光信息存储,存储寿命可达十几微秒。该研究成果发表在2月4日的Nature Communications上。 近年来,光学高品质因子微腔与机械振子相
我国科学家提出单向量子声子激光技术方案
在量子芯片中,跟超导比特耦合的声子谐振器,是连接转换光电信号和执行量子逻辑操作的关键部件。这类相干声子器件,在量子信息、纳米力学与热电材料、超灵敏传感及无损检测与地质勘探等诸多领域具广泛的应用价值。不过,这一关键部件的制造,存在着一个技术“困扰”,即信号质量和计算精度易受环境噪声的干扰甚至破坏。
我所揭示MXenes电子—声子相互作用新机制
近日,我所分子反应动力学国家重点实验室、大连光源科学研究室(二十五室)袁开军研究员团队与北京航空航天大学郭洪波教授、李介博副教授等合作,发现了MXenes中电子能量弛豫新通道,揭示了MXenes电子—声子相互作用新机制。该成果对设计等离激元新材料,实现材料高效光电、光热转化等提供了新思路。 等离激
我国科学家提出单向量子声子激光技术方案
在量子芯片中,跟超导比特耦合的声子谐振器,是连接转换光电信号和执行量子逻辑操作的关键部件。这类相干声子器件,在量子信息、纳米力学与热电材料、超灵敏传感及无损检测与地质勘探等诸多领域具广泛的应用价值。不过,这一关键部件的制造,存在着一个技术“困扰”,即信号质量和计算精度易受环境噪声的干扰甚至破坏
磁场可以控制热和声的传播
近日,研究人员发现了可以用磁场控制热传导,并且首次揭示了声子——传导热量和声波的基本粒子——具有特殊的磁性质。 在3月23日发行的《自然•材料》杂志上,俄亥俄州立大学的研究人员展示了一项新技术:当热量流经一个半导体时,用医用核磁共振量级的磁场可将热流减少12%。 这项研究首次揭示了声子,即传
研究团队在肿瘤声动力治疗研究中获进展
作为一种新兴的非侵入性肿瘤治疗手段,声动力治疗(SDT)技术发展迅速。较之于现有的光动力治疗技术,SDT技术具有更好的组织穿透能力,因此其在肿瘤治疗领域具有优势。超声作用下的声热、声空化和声化学过程是SDT过程对肿瘤细胞杀灭的主要机制。其中,声敏剂参与下的声化学过程在SDT过程中起重要作用。因此
「官网」声成像与声全息设备展|2024深圳声成像与声全息设备展
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