我国学者利用自旋轨道耦合效应揭示中红外光电导峰起源
固体所物质计算科学研究室张国仁博士与德国于利希研究中心(Forschungszentrum Ju·lich) Pavarini教授合作在4d关联金属Sr2RhO4的光电导、费米面及自旋-轨道耦合研究方面取得新进展。他们采用精确的局域密度近似+动力学平均场方法(LDA+DMFT) 确认了该体系中自旋-轨道耦合的库仑增强效应，阐明了中红外区光电导峰的起源。相关结果发表在Physical Review B上。 由于强的自旋-轨道耦合，4d、5d电子体系展现出与3d电子体系迥异的物理现象，如自旋-轨道诱导的金属-绝缘体转变、强磁各向异性导致的自旋液体行为、磁希格斯模激发及潜在的本征拓扑超导等。然而，由于实验现象的复杂性和理论计算技术的限制，人们对这类体系中一些非常基本的物理机制还不清楚，特别是自旋-轨道耦合与电子间的库仑相互作用之间是如何相互影响方面。 因为结构简单，Sr2RhO4是研究4d电子体系中基本相互作用的较好载体。尽管......阅读全文
光电多功能耦合陶瓷研究获进展
随着电子器件的小型化和集成化，单一功能的材料不再能满足电子设备的小型化和一体化的发展趋势。新型固溶体材料由于其独特的结构特性在材料的多功能化方面显示出巨大的潜力。尤其是Ca-Ln-Nb-M-O(Ln为镧系元素，M=Mo或W)基材料，可根据成分设计为单相固溶体，其固溶结构有着很高的结构容忍度和优异的高
光电多功能耦合陶瓷方面取得进展
随着电子器件的小型化和集成化，单一功能的材料不再能满足电子设备的小型化和一体化的发展趋势。新型固溶体材料由于其独特的结构特性在材料的多功能化方面显示出巨大的潜力。尤其是Ca-Ln-Nb-M-O(Ln为镧系元素，M=Mo或W)基材料，可根据成分设计为单相固溶体，其固溶结构有着很高的结构容忍度和优异
化学所等在自旋轨道态选择的电荷转移反应研究获进展
碰撞电荷转移反应广泛存在于星际介质、行星大气、等离子体等复杂气相环境中，从分子层面探讨电荷转移反应的机理对剖析这些复杂气相环境的物质演化和能量传递过程有重要科学意义。Ar+ + N2 → Ar + N2+是探究电荷转移反应动力学的经典模型体系，在过去的半个世纪里得到了广泛的实验和理论研究。然而，
半导体所等在室温全电控制自旋翻转研究中取得突破
在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院有关项目基金的支持下，中科院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员王开友课题组及其合作者，在室温无外加磁场条件下，利用电场-电流的方法成功实现了垂直铁磁器件的自旋可控翻转，该工作发表在国际期刊《自然-材料》（Nature Materials，DOI:10.
自然科学基金委发布“5d电子材料中的新奇物性”项目指南
为贯彻落实党中央、国务院加强基础研究的重要战略部署，进一步强化原始创新，推动学科交叉，探索研究范式，国家自然科学基金委员会（以下简称“自然科学基金委”）工程与材料科学部拟资助“5d电子材料中的新奇物性”原创探索计划项目（以下简称“原创项目”）。“5d电子材料”是指以5d电子轨道主导原子间成键的化合物
新进展！强关联电子材料Sr4Ru3O10磁输运的磁转变
近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组博士刘艳在副研究员杨继勇的指导下采用机械剥离单晶的办法，结合电子束曝光和微纳加工技术，制备了一系列具有纳米尺度且厚度不同的高质量Sr4Ru3O10单晶薄片，通过磁输运测量系统研究了其各向异性磁阻特性。 含有4d电子的钙钛矿钌氧化物Sr
我国学者成功制备高质量Sr4Ru3O10单晶薄片
近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组采用机械剥离单晶的办法，结合电子束曝光和微纳加工技术，制备了一系列具有纳米尺度且厚度不同的高质量Sr4Ru3O10单晶薄片，通过磁输运测量系统研究了其各向异性磁阻特性。图：Sr4Ru3O10纳米薄片(d=260nm)在不同温度下的磁阻。
基于简并腔中涡旋光子的拓扑量子模拟实现
中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、许金时、韩永建等人将携带不同轨道角动量的光子（又称为涡旋光子）束缚在简并光学谐振腔内，通过引入光子的自旋轨道耦合人工合成了一维的拓扑晶格，为拓扑量子模拟开创了一种新的方法。研究成果4月19日发表于《自然-通讯》。实验装置与理论模型示意图：a. 简并光学谐振腔b.
光学微操控技术是微纳尺度下研究物体运动的关键技术
光学微操控（光镊）技术作为微纳尺度下研究物体运动及其相互作用的关键技术，具有重要的应用价值，因其具有非接触、无损伤、精度高等优点，在物理、化学、微机械、生物大分子互作等领域应用广泛。光对物体的操纵依赖于光与物体之间的动量传递，线动量的传递可实现物体的捕获与平动，而角动量的传递则可导致物体的旋转。
科学家将“自旋塞贝克效应”放大千倍
热电循环需通过“塞贝克效应”来产生热，据物理学家组织网7月11日报道，俄亥俄大学找到了一种新方法，能将“自旋塞贝克效应”放大1000倍，将其向实际应用推进了一大步。该研究有助于热电循环的实现，从而最终有望开发出新型热电发动机，还可用于计算机制冷。相关论文发表在本周出版的《自然》杂志上。 热
上海微系统所在二维铁磁体系研究方面取得重要进展
自旋电子器件利用电子的自旋自由度传递信息，在数据存储和信息处理方面具有高处理速度和小功耗的优势，和传统半导体器件相比具有更大的潜力和优势。减小自旋电子器件尺寸以增加密度集成和降低数据存储成本的需求加速了纳米级铁磁体系的发展。然而，纳米结构中的大部分磁矩由于尺寸效应而不能稳定存在，纳米磁矩之间交换
垂直自旋器件的全电写入和硅基集成研究取得进展
基于自旋轨道矩（Spin-orbit torque）效应的第三代自旋芯片有望突破传统半导体芯片速度和功耗面临的物理极限，已成为国际半导体企业布局的重要技术路线。采用垂直磁化比特的第三代自旋芯片有望实现更高的热稳定性和数据保持时间。 近日，中国科学院半导体研究所提出通过合金化大幅提高垂直自旋产生
研究实现三线态光化学过程的量子相干调控
研究示意图。中国科学院大连化学物理研究所供图中国科学院大连化学物理研究所研究员吴凯丰与副研究员朱井义团队直接观测到量子点-有机分子构成的杂化自由基对的量子相干特性，并实现了三线态光化学产率的高效磁场相干调控。1月6日，相关研究成果发表于《自然-材料》。光致电荷分离之后会生成两个自旋关联的自由基，它们
光电导效应在军事领域中的应用
(1)红外夜视仪(热像仪)通过光电导材料，热像仪中的红外光可变成可见光，即将红外图像转化为可见光图像，以便作战人员观察夜间战场情况。这一过程分为两步进行：首先是使用对红外辐射敏感的红外光电导探测器，把红外辐射信号变成电信号，该信号的大小正比于红外辐射的强度；其次是通过电视显像系统将电信号显示于电视屏
半导体所在砷化镓/锗中拓扑相研究方面获重要发现
中国科学院半导体研究所常凯研究组提出利用表面极化电荷在传统常见半导体材料GaAs/Ge中实现拓扑绝缘体相。通过第一性原理计算和多带k.p理论成功地证明了GaAs/Ge极化电荷诱导的拓扑绝缘体相，这为拓扑绝缘体的器件应用又向前推进了一步。 拓扑绝缘体是目前凝聚态物理的前沿热点问题之一。它具有
“混血”纳米设备可控制量子比特自旋
美国科学家使用其研发的独特的金属—半导体“混血”纳米设备，演示了一种新的光和物质的相互作用，且在仅为几纳米的胶体纳米结构中首次实现了对量子比特自旋进行完全的量子控制，这些新进展朝着制造出量子计算机迈开了更加关键的一步。该研究成果发表在7月1日的《自然》杂志上。 马里兰大学纳
半导体所在新奇拓扑材料研究方面取得新进展
随着近年来蓬勃发展的拓扑材料研究，人们在固体材料中陆续寻找到新奇的准粒子，从而模拟原本仅存在于高能物理中的粒子。例如，石墨烯、拓扑绝缘体的边缘态（二维）/表面态（三维）中的低能电子可视作无质量的狄拉克费米子；外尔半金属的低能电子可用手性区分的外尔费米子刻画。此外，多重简并费米子、点-线费米子等的
中国科研团队实现硅基半导体自旋量子比特的超快操控
记者13日从中国科学技术大学郭光灿院士团队获悉，该科研团队实现硅基半导体自旋量子比特的超快操控，其自旋翻转速率超过540MHz，是目前国际上已报道的最高值。研究成果11日在线发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。 量子计算在原理上可通过特定算法，在一些具有重大社会和经济价值的问题方面获得比经典计
半导体所等在量子比特退相干研究中获得新发现
在中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室李树深院士的研究组中，博士生马稳龙与香港中文大学刘仁保教授、北京计算科学中心赵楠研究员合作，在Si:P系统量子比特的退相干研究方面取得了新的理论发现，并被英国伦敦大学John J.L. Morton教授的实验组所证实，理论和实验的工作一起发表在Natu
单层WSe2中单光子发射中心辐射复合机理研究取进展
二维过渡金属硫族化合物由于其具有原子级别的厚度、较强的自旋轨道耦合、较大的激子束缚能和可见光区直接带隙的特点，逐渐成为后摩尔时代新材料的研究热点。尤其是单层过渡金属硫族化物提供了一种新的电子自由度——能谷，为未来光电信息处理提供了新的途径。最近，在二维体系中利用缺陷发光实现了单光子光源，这为片上
拓扑狄拉克节线量子态诱发表面电声耦合反常增强现象
最近，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心材料设计与计算研究部的研究人员及合作者发现了金属铍表面的巨大电声耦合的反常增强是其块体材料中拓扑狄拉克节线量子态诱发的。因为该节线态会导致鼓膜类拓扑表面态，它们在表面费米能级附近局域，增高了态密度，尤其是通过与低频区表面声子的耦合诱发了巨大的电声
我国学者观测到碳化钨中的三重简并点和费米弧表面态
中科院物理研究所极端条件七组丁洪研究员等确定了碳化钨（WC）中三重简并半金属态的拓扑性质，合理解释了表面态观测结果。这是继狄拉克半金属和外尔半金属之后确定的又一类具有拓扑非平庸性质的半金属态。相关工作发表在Nature Physics期刊上。图1. WC体态电子结构中存在三重简并点。a）四重
理论物理所等在Kitaev材料量子自旋液体研究中获进展
量子自旋液体是一种特殊的量子物质形态。1973年，P. W. Anderson提出了关于量子自旋液体的基本概念。这种物质形态的特点有：降温至零温不会发生对称性自发破缺（即不存在长程序的有序结构）；具有高纠缠度的量子态和新奇的任意子激发，在量子信息处理（如拓扑量子计算）方面具有潜在应用价值；与传统
石墨烯上锰磁性原子间自旋交换作用及其调制研究获进展
纳米尺度的磁性小团簇（由数个原子组成）是构建纳米磁性器件和自旋电子器件的基本单元，也是研究磁性原子间自旋交换相互作用的理想体系。如何在原子尺度上直接测量和研究两个磁性原子间的自旋耦合强度，实现对其自旋交换作用的调控是重要的基础问题，在实验上面临的困难和挑战主要是如何构建具有相互作用的由两个或有限
科学家首次测量到超子的整体极化效应
最近，由包括中国科学技术大学学者在内的中国科学家参加的美国布鲁克海文国家实验室STAR国际合作组，在重离子碰撞中首次观测到了夸克胶子等离子体（QGP）的“整体极化”（global polarization），发现碰撞产生的Lambda超子相对于碰撞反应平面存在明显的自旋极化。STAR国际合作组
Nature重磅：硅材料的三个重大发现
硅在人们的生产生活中扮演着重要的角色。在1824年，瑞典化学家贝采里乌斯首次制备出硅单质。而这一发现，开启了硅元素的探索之路。随后，晶体硅、有机硅材料也相继被研发出来。直至今日，硅材料也是现代科技中的一个重要组成部分。硅在空气中具有良好的化学稳定性，其高温下的性质则与铝类似，会在表面处形成一层致密的
大连化物所和北大团队合作：双核铬氮气配合物的独特电子结构
双核金属端基桥式氮气配合物M(μ-η1:η1-N2)M是氮气活化与转化过程中的关键中间体之一。不同于单核金属氮气配合物通过多步质子耦合的电子转移反应（M-N2 → M-N=N-H → M=N-NH2 → M≡N）逐步断裂氮氮键的活化模式，双核金属氮气配合物可以直接断裂氮氮三键，生成金属氮化物（M
压力诱导自旋态改变及金属间电荷转移研究获进展
过渡金属具有可变的化合价态，价态的改变预示着外层电子结构（包括电子数目、轨道占据等）的变化，从而可引起物质结构与物理性质显著的改变。研究人员通常利用化学掺杂的方法来控制电子的配置情况，从而实现对物理性质的有效调控。然而，化学掺杂不可避免地会引入化学无序与/或相分离，影响材料本征物理性质的研究。相
上海交通大学，重磅Science
【导读】 众所周知，二维层状材料的性能取决于层的堆叠排列，多层石墨烯在电荷中性点（CNP）附近表现出能带，其中低能带可以用能量-动量色散关系近似描述 ，展现出具有很强的库仑相互作用。同时，石墨烯中的低能带主要与动量空间Berry曲率相关，并表现出多种简并。因此，菱面体堆叠的多层石墨烯可以承载多
电子顺磁共振技术为分子构象测量提供新方法
分子半导体材料具有超长的室温自旋寿命，在实现室温高效自旋输运和调控方面具有极大潜力。研究分子半导体材料化学结构与自旋输运性质之间的构效关系，是开发高效自旋输运分子半导体材料以及构建高效自旋器件的重要基础，而电子顺磁共振（ESR）技术为该研究提供了有效的测量手段。近日，国家纳米科学中心研究员孙向南课题