“量子雪崩”解释非导体如何变成导体
美国布法罗大学研究人员用“量子雪崩”解释了非导体如何变成导体，解开了绝缘体到金属转变之谜。相关研究发表在近期的《自然·通讯》杂志上。 绝缘体受到强烈的电场冲击时可变成金属，这为微电子学和超级计算机提供了诱人的可能性，但科学家尚不清楚这种电阻开关现象背后的物理原理。 研究人员表示，金属和绝缘体之间的区别在于量子力学原理，该原理规定电子是量子粒子，它们的能级位于具有禁带的能带中。 自20世纪30年代以来，朗道—齐纳公式一直用于解释将绝缘体的电子从较低能带推至较高能带所需的电场大小。但此后几十年的实验表明，材料需要的电场比朗道—齐纳公式估计的要小得多，仅为1/1000左右。 为了解决这个问题，研究人员决定考虑一个不同的问题：当绝缘体上能带中的电子被推动时会发生什么？于是，他们对电阻开关进行了计算机模拟，这解释了上能带中电子的存在。它表明，一个相对较小的电场可引发上下能级之间的间隙坍塌，为电子在能级之间上上下下创造一条量子路......阅读全文
“量子雪崩”解释非导体如何变成导体
美国布法罗大学研究人员用“量子雪崩”解释了非导体如何变成导体，解开了绝缘体到金属转变之谜。相关研究发表在近期的《自然·通讯》杂志上。 绝缘体受到强烈的电场冲击时可变成金属，这为微电子学和超级计算机提供了诱人的可能性，但科学家尚不清楚这种电阻开关现象背后的物理原理。 研究人员表示，金属和绝缘体
“量子雪崩”解开绝缘体到金属转变之谜
布法罗大学物理学教授钟汉（音译）是一项新研究的主要作者，该研究有助于解决一个长期存在的物理谜团，即绝缘体如何通过电场转变为金属，这一过程称为电阻开关。 美国布法罗大学研究人员用“量子雪崩”解释了非导体如何变成导体，解开了绝缘体到金属转变之谜。相关研究发表在近期的《自然·通讯》杂志上。 绝缘体受到
“量子雪崩”解开绝缘体到金属转变之谜
美国布法罗大学研究人员用“量子雪崩”解释了非导体如何变成导体，解开了绝缘体到金属转变之谜。相关研究发表在近期的《自然·通讯》杂志上。 绝缘体受到强烈的电场冲击时可变成金属，这为微电子学和超级计算机提供了诱人的可能性，但科学家尚不清楚这种电阻开关现象背后的物理原理。 研究人员表示，金属和绝缘体
为什么扫描隧道显微镜不能用于非导体？
扫描隧道显微镜（STM）的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时（通常小于1nm），在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。 隧道电流强度对针尖与样品
在绝缘体和超导体之间完美切换，紫铜可作量子设备理想“开关”
量子科学家发现了一种罕见的现象，这种现象可能是在量子设备中创造一个在绝缘体和超导体之间切换的“完美开关”的关键。这项由英国布里斯托尔大学领导并发表在新一期《科学》杂志上的研究发现，紫铜中存在这两种相反的电子态。 在热或光等小刺激的推动下，材料中的微小变化可能会引发从零电导率的绝缘状态到无限电导
金属魔法：用半导体量子点打造梦想材料
据最新一期《自然·通讯》杂志报道，包括日本RIKEN新兴物质科学中心研究人员在内的团队成功创造了一种由硫化铅半导体胶体量子点组成的“超晶格”，研究人员在这种晶格中实现了类似金属的导电性，导电性比目前的量子点显示器高100万倍，且不会影响量子限制效应。这一进步可能会彻底改变量子点技术，从而在电致发光设
奥地利科研人员发布“量子雪崩”研究进展
奥地利维也纳技术大学科研团队在《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表最新研究成果《触发超辐射和混合量子系统中的自旋反转储存》，为翻转自旋系统的集体行为研究及其实验控制提供了新见解。 基于维也纳技术大学研发的芯片技术，科研团队使用实验平台对金刚石氮-空位缺陷的自旋
拓扑绝缘体量子输运性质研究取得进展
电子-电子相互作用、量子干涉和无序对输运性质的影响是凝聚态物理研究的重要主题。量子干涉的一阶效应包括被广泛研究的弱局域化和反弱局域化效应，分别对应于正交对称性和辛对称性的体系。2004年研究人员发现，对于前者，比如无序足够强的弱自旋轨道耦合半导体，电子-电子相互作用和量子干涉效应产生的二阶量子修
拓扑绝缘体内奇异量子效应室温下首现
科技日报北京10月27日电 （记者刘霞）据《自然·材料》杂志10月封面文章，美国科学家在研究一种铋基拓扑材料时，首次在室温下观察到了拓扑绝缘体内的独特量子效应，有望为下一代量子技术，如能效更高的自旋电子技术的发展奠定基础，也将加速更高效且更“绿色”量子材料的研发。 拓扑绝缘体是一种特殊的材料，内
拓扑绝缘体量子输运性质研究取得进展
电子-电子相互作用、量子干涉和无序对输运性质的影响是凝聚态物理研究的重要主题。量子干涉的一阶效应包括被广泛研究的弱局域化和反弱局域化效应，分别对应于正交对称性和辛对称性的体系。2004年研究人员发现，对于前者，比如无序足够强的弱自旋轨道耦合半导体，电子-电子相互作用和量子干涉效应产生的二阶量子修正可
从绝缘体变导电体甚至超导体－液态氘高压下被挤成“金属”
美国桑迪亚国家实验室和德国罗斯托大学的一个联合研究团队日前成功地在高压下把液态氘（重氢）挤成类金属，更接近生成固体金属氢的最终目标。该研究成果刊登在最新一期的《科学》杂志上。 氘为氢的一种稳定形态同位素，元素符号一般为D或2H，其原子核由一质子和一中子组成，在大自然的含量约为一般氢的7000分
半导体所HgTe半导体量子点研究取得新进展
近年来，拓扑绝缘体材料以其独特的物性吸引了科学界广泛的研究关注。这类材料内部是绝缘体，而在边界或/和表面则显示出金属的特性。这种独特的性质无法按照传统的材料分类方法来区分。其能带结构由Z2拓扑不变量来刻画。目前人们注意力集中在拓扑绝缘体块材的制备和输运性质研究方面。相对而言，拓扑绝缘体纳米结构的
美国研制出奇特的拓扑超导体材料
3年前，美国普林斯顿大学的一个研究小组发现了三维拓扑绝缘体，这是一种金属表面的奇怪绝缘体，虽然它独特的属性具有很大应用潜力，但用于量子计算机却并非理想材料。两年来，科学家经过不断探索，完全扭转其性质，使之成为表面是金属、内部却具有超导性的拓扑超导体。这种新材料的发现有望发展出新一代电子
半导体所等在拓扑绝缘体研究中获进展
拓扑绝缘体是目前凝聚态物理的前沿热点问题之一。它具有独特的电子结构，它在体内能带存在能隙，表现出绝缘体的行为；表面或边界的能带是线性的无能隙的Dirac锥能谱，因而是金属态。这种量子物态展现出丰富而新奇的物性，如量子自旋霍尔效应、磁电耦合、量子反常霍尔效应等。由于这种新奇的物性源
半导体所等在拓扑激子绝缘体相研究中取得进展
上世纪60年代，诺贝尔奖获得者Mott提出激子绝缘相，Mott提出考虑库仑屏蔽效应，在半金属体系中电子-空穴配对而形成激子，可能会导致体系失稳，从而在半金属费米面处打开能隙，形成激子绝缘体状态。但迄今为止，实验上观测激子绝缘体相是一个尚未完全解决的关键科学问题。激子绝缘体相存在及其玻色-爱因斯坦
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
原子力显微镜中的相图和高度图的区分
原子力显微镜中的相图和高度图的区分 这时它将与其相互作用，范德瓦耳斯力或卡西米尔效应等来呈现样品的表面特性，从而达到检测的目的、显示及处理系统组成，其目的是为了使非导体也可以采用类似扫描探针显微镜（SPM）的观测方法。 它主要由带针尖的微悬臂，从而以纳米级分辨率获得表面形貌
美国科学家创建出一种新的更稳定的大能隙拓扑绝缘体
美国犹他大学的研究人员创建出一种新的，其可作为硅半导体顶部金属层的特殊材料，将使超高速计算机在室温下执行快速运算成为可能。该项研究成果刊登在近日美国《国家科学院学报》上。 这种新的拓扑绝缘体，其里面犹如绝缘体，而其外部可导电，为量子计算机和快速自旋电子元件铺平了道路。 量子计算机是一种遵循量
弹道和雪崩成功“邂逅”
弹道是量子物理的概念，雪崩是半导体物理中的基本现象，两者貌似无关。但南京大学电子科学与工程学院教授王肖沐/施毅课题组与该校物理学院教授缪峰课题组合作，让二者“邂逅”，首次在二维材料垂直异质结中提出和实现了一种新型PN结击穿机制——弹道雪崩。 基于传统雪崩反向击穿机制的光电探测器，是实现单光子探
美韩研制出超小型血液检测仪
据韩国联合通讯社报道，韩国浦项工科大学5月17日表示，该校机械工程系李相贤（音译）博士和美国密歇根大学艾伦·亨特教授率领的联合研究小组利用某些绝缘体在纳米级时具有导电性的原理，成功开发出可测定红血球大小等各类血液指标的超小型血液检测仪。 该研究小组通过实验证明，玻璃等非导体
科学家利用超导量子芯片模拟多种陈绝缘体
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/9/508097.shtm量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象，人们发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态，发现量子霍尔系统的能带结构是和系统的边界态密切相关的，即存在体相与边缘的对应，并利用陈数来区分不同的拓
磁性拓扑绝缘体中的量子化反常霍尔效应研究取得进展
图1：量子霍尔效应（左）与量子化反常霍尔效应（右）的比较示意图 最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室方忠、戴希研究组在无需外磁场的量子霍尔效应研究中取得重要进展。本工作发表在《科学》杂志上【R.Yu,et.al., Science, 3June2010
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
美首次制造出不使用半导体的晶体管
据美国每日科学网站6月21日报道，美国科学家首次利用纳米尺度的绝缘体氮化硼以及金量子点，实现量子隧穿效应，制造出了没有半导体的晶体管。该成果有望开启新的电子设备时代。 几十年来，电子设备变得越来越小，科学家们现已能将数百万个半导体集成在单个硅芯片上。该研究的领导者、密歇根理工大学的物理学家
超高压下半导体材料可变身拓扑绝缘体
一个由中国吉林大学、美国华盛顿卡内基研究所等单位研究人员组成的国际小组合作，通过对一种半导体施加压力，将其转变成了“拓扑绝缘体”(TI)。这是首次用压力逐渐“调节”一种材料，让它变成了拓扑绝缘状态，也为先进电子学应用领域寻找TI材料开辟了新途径。相关论文在线发表于《物理评论快报》上。 拓扑
强磁场中心拓扑绝缘体量子线研究取得新进展
3月28日，国际期刊《自然》子刊《科学报告》(Scientific Reports)发表中科院强磁场科学中心田明亮研究小组的最新科研成果：单晶碲化铋Bi2Te3纳米线中的一维弱反局域化(One-dimensional weak antilocalization in single-cry
半导体导电性的敏感效应
半导体的能带结构如图4.2-23所示，下面是已被价电子占满的允带，中间为禁带，上面是空带。因此，在外电场作用下不能导电，但是这是绝对零度时的情况。当外界条件发生变化时，例如温度升高和有光照射时，满带中有少量电子有可能被激发到上面的空带中去，在外电场作用下，这些电子将参与导电。同时，满带中由于少了
自学习蒙特卡洛推动电声子耦合狄拉克费米子研究获进展
自学习蒙特卡洛方法——通过提取描述系统低能有效模型的自学习过程，设计出优化的更新方法，克服量子多体系统蒙特卡洛模拟中临界慢化和接收概率低等瓶颈——自2016年提出以来，已经在凝聚态量子多体问题相变和临界现象研究中取得很多成果，受到广泛关注。该方法在量子多体问题大规模数值计算领域中的应用，正在逐步
王健教授及合作者的最新成果：量子金属态的证实
量子材料与量子相变是本世纪凝聚态物理与材料领域的研究热点。量子相变与传统的热力学相变不同，是在绝对零度下调节非热力学参量而发生的相变，相变点附近量子涨落而非热涨落起了重要作用。作为量子相变的经典范例，二维超导-绝缘体相变以及超导-金属相变研究获得了2015年美国凝聚态物理最高奖巴克利奖。在量子相
拓扑绝缘体常温常压下表面态行为研究取得进展
不同于传统意义上的“金属”或“绝缘体”，拓扑绝缘体代表一种全新的量子物态：它的体态是有能隙的半导体/绝缘体，表面则表现为没有能隙的金属态。这种完全由材料体态电子结构的拓扑性质所决定的表面态，由于受到对称性的保护，基本不受杂质或无序的影响，因此非常稳定。拓扑绝缘体的研究对探索和发现新的量子现象，以