自旋纳米振荡器研究取得突破

现代通讯技术的发展对微波器件的微型化、集成化、宽频化、低功耗等方面要求越来越高,在通讯、雷达、导航、遥感、以及医疗等领域,微波振荡器一直是微波系统不可替代的核心器件。然而,当前主流的微波振荡器,包括耿氏二极管振荡器、三极管振荡器、石英晶体振荡器等,受限于诸如工作频率的调节范围较小(<20%)、器件尺寸较大(微米量级)、很难实现微弱信号(微瓦以下)的高效检测等问题,影响在未来新型通讯技术中的应用。 最近,由山东大学为主的研究团队在国家重点基础研究发展计划的支持下,另辟蹊径,针对磁性隧道结基的新型自旋纳米振荡器进行了系统研究。研究人员通过生长具有垂直各向异性的磁性薄膜,利用微纳加工技术制备出直径约100纳米厚度约40纳米的自旋纳米振荡器,在自旋极化电流驱动下,实现了GHz高频微波输出,输出功率接近微瓦量级,其微波特性可以通过电流和外磁场来有效调控。他们进一步通过优化器件几何构型,利用形状各向异性实现了无外磁场下微波稳定输......阅读全文

Nature子刊:自旋极化STM等对量子材料中自旋流的原位探测

  近日,北京大学量子材料科学中心韩伟研究员、谢心澄院士和日本理化学研究所Sadamichi Maekawa教授受邀在国际著名刊物 Nature Materials (《自然-材料》)撰写综述文章,介绍“自旋流-新颖量子材料的灵敏探针”这一新兴领域的前沿进展。  自旋电子学起源于巨磁阻效应的发现,在

实验室分析仪器自旋偶合与自旋分裂的基本概念

在有机化合物分子中,每一个原子核的周围除了电子以外,还存在着其他带正电荷的原子核,其中的自旋量子数不等于零的原子核相互间存在着干扰作用,这种干扰作用不影响磁性核的化学位移,但对核磁共振图谱的形状有着显著的影响。核磁矩自旋间的相互干扰作用叫作自旋偶合,由自旋偶合引起的谱线增多的现象叫作自旋分裂。

设备原理篇核磁共振中的自旋偶合与自旋分裂规律及特征

  该文主要盘绕核磁共振波谱仪做的进一步剖析引见。   1.自旋巧合与自旋团结的根本概念   在有机化合物分子中,每一个原子核的四周除了电子以外,还存在着其他带正电荷的原子核,其中的自旋量子数不等于零的原子核互相间存在着干扰作用,这种干扰作用不影响磁性核的化学位移,但对核磁共振图谱的外形有着显著

室温下量子材料实现“自旋”控制

科技日报北京8月16日电 (记者张佳欣)据《自然》杂志16日报道,英国剑桥大学领导的一个国际研究团队找到了一种控制有机半导体中光和量子“自旋”相互作用的方法,即使在室温下也能发挥作用,为潜在的量子应用开辟了新前景。几乎所有量子技术都涉及自旋。电子运动时通常会形成稳定的电子对,一个电子自旋向上,一个电

电子自旋共振波谱仪

  电子自旋共振波谱仪是一种用于化学、材料科学领域的分析仪器,于2014年2月24日启用。  技术指标  1、灵敏度:可检测到的绝对最小自旋数: ≦ 1.5*109 spins/G 线宽; 信噪比: S/N ≧ 2000:1 2、分辨率:数字化分辨率:24 bit;磁体分辨率:10 mG 3、稳定性

人类首次直接“看到”量子自旋效应

  据新加坡国立大学(NUS)官网近日报道,该校科学家领导的国际科研团队,首次直接“看到”拓扑绝缘体和金属中电子的量子自旋现象,为未来研发先进的量子计算组件以及设备铺平了道路,距离实现量子计算又近了一步。  量子计算机目前仍处于研发的初期阶段,但其展现出的计算速度已经是传统技术的数百万倍,其非凡的处

核磁共振原理

1.原子核的自旋 图 核磁共振原理图核磁共振主要是由原子核的自旋运动引起的。不同的原子 核,自旋运动的情况不同,它们可以用核的自旋量子数I来表示。自旋量子数与原子的质量数和原子序数之间存在一定的关系,大致分为三种情况:I为零的原子核 可以看作是一种非自旋的球体;I为1/2的原子核可以看作是一种电荷分

固体所在强关联锰氧化物电子相分离调控方面取得新进展

  电子相分离是强关联锰氧化物材料研究中的一个热点问题,因为它与锰氧化物中的巨磁电阻效应和交换偏置效应的起源密切相关,而这两种物理效应对这类材料在自旋电子器件方面的实际应用至关重要。因此弄清楚电子相分离物理机制及实现人为调控不仅对于基础研究而且对于材料的器件化都是很有意义的。  Pr

强磁场中心螺旋磁体纳米盘的磁化过程研究获新成果

  中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮研究小组杜海峰博士在非中心对称B20立方结构螺旋磁性材料的研究中取得新结果,论文《螺旋磁体纳米盘中磁场驱动的手性自旋结构的演化》(Field-driven evolution of chiral spin textures in a t

电子自旋顺磁共振仪简介

  电子自旋顺磁共振仪可使用在物理、生物、化学等领域,可作为研究领域最有效的科研手段之一。主要测样品中单电子、自由基及自由基对。可检测的样品状态为液体、固体、粉末、薄膜以及动物内脏组织。 对于有机光化学体系可测自旋标记、自旋捕获及电子转移样品。更重要的是检测短命样品的中间体(纳秒级)。

自旋分子存储器研究获进展

  经典的冯·诺依曼计算机架构中,数据存储与处理分离。由于指令、数据在存储器和处理器之间的高频转移,导致计算机发展的“存储墙瓶颈”与“功耗墙瓶颈”。能否模仿人类的大脑,构建新型器件实现计算和存储一体化,完成低功耗的复杂并行计算?  理论提出的自旋场效应晶体管(自旋FET)同时具有实现数据存储和处理的

微电子自旋共振波谱仪

  微电子自旋共振波谱仪是一种用于化学、自然科学相关工程与技术、材料科学、环境科学技术及资源科学技术领域的分析仪器,于2018年7月11日启用。  技术指标  灵敏度:8*1013 spin/T;分辨率 0.006mT;最大磁场强度0.7T;扫描宽度10-4-0.65T;波段范围:X波段;微波功率:

学家实验模拟出量子自旋液体

  1965年诺贝尔物理学奖得主菲利普·沃伦·安德森在1973年首次提出一种新物质状态——量子自旋液体。其不同性质在高温超导和量子计算机等量子技术领域有着广阔的应用前景。但问题在于,从未有人见过这种物质状态,至少近50年来一直如此。如今,哈佛大学领导的一个物理学家团队表示,他们终于通过实验模拟并分析

自旋电子器件节能机制发现

  记者8月15日从中国科学院宁波材料技术与工程研究所获悉,该所柔性磁电功能材料与器件团队在新一代自旋电子器件研究领域取得关键突破。研究人员利用“非传统标度律”,将器件内部阻碍电子运动的“绊脚石”,转变成提升性能的“加油站”,为破解自旋电子器件面临的核心瓶颈提供了全新思路。相关研究论文在线发表于《自

石墨烯在室温下实现自旋过滤

  据美国《IEEE光谱》杂志12月28日报道,美国海军实验室的科学家将一层石墨烯置于镍层和铁层之间,制造出了首个能在室温下过滤自旋的薄膜结点设备,最新研究将有助于下一代磁随机存储器(MRAM)的研制。   电子具有两个重要的属性:电荷和自旋,现代微电子技术只利用了电子的电荷属性;而在新兴的自旋电子

自旋的偶合常数的定义和作用

自旋偶合的量度称为自旋的偶合常数(coupling constant),用符号J表示,J值的大小表示了偶合作用的强弱J的左上方常标以数字,它表示两个偶合核之间相隔键的数目,J的右下方则标以其它信息。就其本质来看,偶合常数是质子自旋裂分时的两个核磁共振能之差,它可以通过共振吸收的位置差别来体现,这在图

量子材料内首次测量电子自旋

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/502752.shtm一个国际研究团队首次成功测量了一类新型量子材料内的电子自旋,这一成就有望彻底改变未来量子材料的研究方式,为量子技术的发展开辟新途径,并在可再生能源、生物医学、电子学、量子计算机等诸多领

美揭示量子自旋液体的存在机理

  据美国物理学家组织网8月15日报道,美国马里兰大学伯克分校联合量子研究所(JQI)、美国国家标准与技术研究院(NIST)和乔治敦大学的科学家揭示了物质的量子状态——自旋液体的存在机理,有望加深科学家对超导性的理解。相关研究结果发表在8月12日出版的《物理学评论快报》上。   自旋

电子自旋共振的主要特性

由于通常采用高频调场以提高仪器灵敏度,记录仪上记出的不是微波吸收曲线(由吸收系数X''对磁场强度H作图)本身,而是它对H的一次微分曲线。后者的两个极值对应于吸收曲线上斜率最大的两点,而它与基线的交点对应于吸收曲线的顶点。g值从共振条件hv=gβH看来,h、β为常数,在微波频率固定后,

拓扑自旋电子学研究获进展

  华南师范大学物理学院教授邓明勋/研究员王瑞强团队与合作者,在拓扑自旋电子学领域取得重要进展:在非磁拓扑Dirac半金属材料中发现了一种全新的自旋极化现象——非平衡隐藏自旋极化。相关成果9月5日在线发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。  隐藏自旋极化是指在中心

自旋标记法的原理及方法特点

因自由基有不成对电子自旋,所以称自旋标记(H.M.McConnell)。开始是用氯丙嗪阳离子自由基研究其与DNA的相互作用,后来则用稳定的硝酰(基)自由基类。有N-羟四甲基六氢吡啶(四氢吡咯)衍生物以及N-羟二甲基1,3-氧氮杂环戊烷衍生物等。有合成在标记物的局部含有反应性的官能团,使之与活体高分子

电子自旋共振的检测对象

①在分子轨道中出现不配对电子(或称单电子)的物质。如自由基(含有一个单电子的分子)、双基及多基(含有两个及两个以上单电子的分子)、三重态分子(在分子轨道中亦具有两个单电子,但它们相距很近,彼此间有很强的磁的相互作用,与双基不同)等。②在原子轨道中出现单电子的物质,如碱金属的原子、过渡金属离子(包括铁

基于光学伽伐尼效应产生纯自旋流研究提出新的鲁棒方案

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所计算物理与量子材料研究部研究员郑小宏课题组在利用光学伽伐尼效应产生纯自旋流的研究中,基于结构对称性提出一个新的鲁棒方案,即在具有空间反演对称性的二维反铁磁体系中实现光生纯自旋流。相关研究成果以Two-dimensional centrosymmet

美国罗切斯特大学发现纳米金刚石在光致发光领域的应用

  近日,美国罗切斯特大学的研究人员首次在自由空间内的悬浮纳米金刚石上测量到光致发光所发射出的光束;该实验利用激光将纳米金刚石固置在空中,然后用另外一束激光照射金刚石,使之以定频形式发光。研究成果发表在Optics Letters上。   光学教授Nick Vamivakas领导了此次实验

中国科大在二维纳米材料巨磁阻效应研究中取得进展

  近日,中国科学技术大学谢毅教授团队、吴长征教授课题组与曾晓成教授、中国科学院强磁场科学中心研究组合作,通过阴离子固溶技术实现了二维纳米材料的自旋和能带结构的本征调控,获得了目前二维纳米材料中最高的负磁电阻效应,该现象的发现有可能推动二维材料在自旋电子器件的进展。该成果发表在10月6日的Physi

大连化物所揭示金属颗粒诱导分子自旋三线态产生机制

近日,中国科学院大连化学物理研究所化学动力学研究室光电材料动力学研究组研究员吴凯丰联合郑州大学博士陈宗威等,揭示了分子自旋三线态产生的新机制。该研究利用金属纳米颗粒与有机分子构建无机-有机杂化材料,通过金属-分子界面超快电荷分离,结合金属纳米颗粒中超快的电子自旋翻转,高效产生了分子自旋三线态。这一成

固体所在二维垂直异质结的自旋极化输运研究中取得进展

  近日,固体所郑小宏研究员小组与加拿大麦吉尔大学、山西大学等单位合作,在基于二维垂直异质结构获得完全自旋极化电流的研究中取得新的进展,相关结果发表在Nanoscale(Nanoscale 10, 174-183 (2018))上。图1. (a) h-BN/graphene/h-BN垂直异质结构;(

我所揭示金属颗粒诱导分子自旋三线态产生的新机制

近日,我所化学动力学研究室光电材料动力学研究组 (1121组) 吴凯丰研究员与郑州大学陈宗威博士等合作,揭示了一种分子自旋三线态产生的新机制。研究人员利用金属纳米颗粒与有机分子构建无机-有机杂化材料,通过金属-分子界面超快电荷分离,结合金属纳米颗粒中超快的电子自旋翻转,高效率地产生了分子自旋三线态,

科学家首次实现光开关分子纳米磁体“磁滞”调控

分子纳米磁体可以在分子水平保持磁化取向的状态,有望成为未来信息存储的新材料。其中,光开关分子纳米磁体更被看好,而磁滞则是其发挥作用的关键。 日前,大连理工大学精细化工国家重点实验室刘涛课题组利用[W(CN)8]3-单元与FeII自旋交叉基元配位组装一维链,在光开关分子纳米磁体磁滞研究中取得重要进

研究实现硅基量子芯片自旋轨道耦合强度高效调控

  中国科学技术大学郭光灿院士团队在硅基半导体量子芯片研究中取得重要进展。该团队郭国平教授、李海欧教授等人与中科院物理所张建军研究员、纽约州立大学布法罗分校胡学东教授以及本源量子计算有限公司合作,在硅基锗空穴量子点中实现了自旋轨道耦合强度的高效调控,为该体系实现自旋轨道开关以及提升自旋量子比特的品质