磁性电极无损转移制备高性能自旋电子器件获进展
自旋电子器件能高效利用电子自旋进行信息存储、传输和处理，目前已成功应用于电脑硬盘。为实现性能更优异、功能更加丰富的自旋电子器件，分子半导体材料凭借其远高于其他材料的自旋寿命而成为近年来自旋电子学领域的研究热点。 国家纳米科学中心研究员孙向南课题组长期专注于分子自旋电子器件研究，目前已在分子半导体材料与自旋特性的构效关系、分子自旋电子器件中的界面效应、新型功能性分子自旋电子器件等方面取得系列研究进展。近日，该课题组开发出一种聚合物薄膜辅助应变限制无损转移铁磁电极的方法，并成功应用于高性能和高重复性自旋电子器件的构筑。相关成果已在线发表于《自然—通讯》。 由两个铁磁电极和非磁性中间层组成的垂直“三明治”结构是自旋电子器件最典型的器件结构。然而，现有顶部磁性电极直接沉积过程中，高动能和热能的电极金属原子往往会侵染并损伤非磁性中间层，从而影响器件的性能和可重复性。为避免金属电极直接沉带来的界面金属丝渗透和破坏脆弱中间层的问题，电......阅读全文
物理所基于金刚石中氮空位中心的量子计算研究获进展
金刚石中的氮-空位中心(Nitrogen-Vacancy center)是实现量子计算的优良载体。在纯净的金刚石中，一个氮原子取代碳原子，与相邻格点中存在的空位(见图1)会形成氮-空位中心。氮-空位中心具有如下特征：(1)在室温下具有很长的电子自旋退相干时间;(2)用激光激发、微波操控和荧光
量子钻石探针实现高分辨率的矢量射频场探测
射频场的探测对于物理学、电子学与生命科学等领域的发展有着重要的意义。近年来，一些关于射频场探测的方案被提出，但是有的探针尺寸过大，有的探针需要极端探测条件（比如低温），它们的应用因此受到限制。 近日，中国科学技术大学杜江峰教授课题组通过射频场对NV色心电子自旋跃迁的影响，在室温下用单个电子自旋
纳米柱：为未来信息技术带来新希望！
当代信息技术中，光线与电荷是信息处理与传输的主要媒介。然而，在寻找更快、更小、更高能效的信息技术的过程中，全球科学家们都在探索电子的另外一种特性：自旋。利用电子的自旋作为信息媒介的电子学，也被称为“自旋电子学（spintronics）”。如同地球绕着自己的轴自旋一样，电子也绕着它的轴自旋，要么顺时针
研究发现化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象
中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员和杨学明院士课题组合作，发现了基元化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象，揭示了电子自旋-轨道相互作用对化学反应动力学过程的影响。这一研究成果于2021年2月26日发表在《科学》（Science）杂志上。 自1925年乌伦贝
科大基于自旋量子计算与弱磁信号灵敏探测研究获进展
中国科学技术大学教授杜江峰研究组经过三年多努力，搭建了一系列具有国际领先水平的光探测磁共振实验平台，开展基于掺杂金刚石单自旋的量子计算与弱磁信号灵敏探测等前沿科学研究，取得了一系列进展。相关成果发表在2014年《自然》、《自然 • 物理》和《物理评论快报》上。 精确操控量子比特是量子计
中国科大等在固态量子计算中退相干研究中取得新进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室杜江峰教授领导的研究小组和香港中文大学刘仁保教授合作，在金刚石N-V空位色心构成的单电子自旋体系中观测到了反常退相干现象。反常退相干现象的存在显示出电子自旋周围环境的量子特性以及可控制性。相关工作发表在《自然—通讯》杂志上。该实验结
自然界中存在天然形成的拓扑绝缘体
据《自然》网站3月8日报道，最近，德国马克斯·普朗克研究院固体研究所科学家发现，自然界中也存在天然形成的拓扑绝缘体，而且比人工合成的更纯净。这一发现对建造自旋电子设备具有促进作用，并有助于设计开发用电子自旋来编码信息的量子计算机。研究结果发表在最近出版的《纳米快报》上。 拓扑绝缘体是一种奇
王兴安、孙志刚、杨学明在化学动力学、精密测量方向新突破
图1：（左）F+HD反应散射产物D原子速度影像图；（右）反应机理示意图 在国家自然科学基金项目（批准号：21688102，21590800，21733006， 21825303，21327901）等资助下，中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员、杨学明院士课
电子顺磁共振概述
电子顺磁共振（electron paramagnetic resonance，EPR）是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子，并探索其周围环境的结构特性。对自由基而言，轨道磁矩几乎不起作用，总磁矩的绝大部分（99%以上）的贡献来自电子
电子顺磁共振的技术特点
电子顺磁共振（electron paramagnetic resonance，EPR）是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子，并探索其周围环境的结构特性。对自由基而言，轨道磁矩几乎不起作用，总磁矩的绝大部分（99%以上）的贡献来自电子自旋
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
关于自由基负离子的检测方法介绍
自由基负离子，由于自由基可以产生电子自旋共振谱，因此可以用电子自旋共振谱（ESR）来检测自由基，并确定其浓度。采用特殊技术如自旋捕捉技术，ESR可以检测自由基，并确定其浓度。采用特殊技术如自旋捕捉技术，ESR可以检测出10-7 mol·L-1低浓度的自由基。 自旋捕捉技术旨在检测和辨认短寿命自
光探测磁共振技术
近几年来，基于金刚石氮空位色心(NV center)的光探测磁共振技术(optically detected magnetic resonance，ODMR)发展迅速(基本原理如图1(b)所示)，并通过与AFM技术结合，可以实现纳米级的高空间分辨以及单电子自旋甚至是单个核自旋的超高探测灵敏度[5]。
电子顺磁共振波谱仪原理解析
电子顺磁共振波谱仪EPR 的基本概念是物质的顺磁性是由分子的永久磁矩产生的。根据保里原理：每个分子轨道上不能存在 2 个自旋态相同的电子，因而各个轨道上已成对的电子自旋运动产生的磁矩是相互抵消的，只有存在未成对电子的物质才具有永久磁矩，它在外磁场中呈现顺磁性。电子自旋产生自旋磁矩： μ = geβ，
电子顺磁共振波谱仪原理解析
电子顺磁共振波谱仪EPR 的基本概念是物质的顺磁性是由分子的永久磁矩产生的。根据保里原理：每个分子轨道上不能存在 2 个自旋态相同的电子，因而各个轨道上已成对的电子自旋运动产生的磁矩是相互抵消的，只有存在未成对电子的物质才具有永久磁矩，它在外磁场中呈现顺磁性。电子自旋产生自旋磁矩： μ = geβ，
两大技术挑战自旋成像系统“无人区”
“就像船在大海中遇到10米巨浪，但舱内桌子上水杯中的水却稳到没有一丝肉眼可见的细纹。”谈到团队研制的电子自旋和自旋极化电流时空演化成像系统的稳定性，复旦大学物理系教授沈健这样类比。在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目支持下，沈健团队挺进科研仪器研制“无人区”，将飞秒超快自旋显微技术、音叉式自旋
中国科大二维材料固态自旋色心研究取得进展
中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在二维范德瓦尔斯材料固态自旋色心领域取得重要进展。该团队李传锋、唐建顺研究组与匈牙利魏格纳物理研究中心教授AdamGali等合作，实验研究并理论解释了六方氮化硼（hexagonalboronnitride，hBN）中带负电硼空位（VB-）色心受磁场调
研究揭示空穴传输材料的“聚集诱导自由基”机理
近日，华南理工大学材料科学与工程学院研究员李远团队与中国科学院长春应用化学研究所、中国科学技术大学、隆基绿能科技股份有限公司等合作，将经典的“给体-受体”型双自由基分子应用于钙钛矿太阳电池器件，实现了器件效率和稳定性的突破。相关成果发表于《科学》（Science）。记者获悉，李远研究员作为论文共同第
电子顺磁共振－EPR－波谱的应用研究进展
由于电子自旋相干、自旋捕捉、自旋标记、饱和转移等电子顺磁共振和顺磁成像等实验新技术和新方法的建立，电子顺磁共振EPR 技术很快在物理、化学、自由基生物学、医药学、环境科学、考古学和材料科学等领域中获得广泛的应用。实现了固体样品的电子自旋与核自旋退相干时间大幅度延长，以及从常规自由基到短寿命自由基的检
日研究不怕消磁的存储新材料
日本理化研究所研究人员在28日的美国《物理评论通讯》杂志网络版上发表论文说，他们发现一种人工合成的镉锇氧化物在特定温度下由导体变为非磁性半导体的原因。这种特性使其能够成为不怕消磁的存储新材料。 根据理化研究所日前发表的新闻公报，多数物质在不同温度下其导电性能并不会发生变化，而有些种类的金属
电子顺磁共振波谱的历史发展
924年，泡利（Wolfgang Pauli ）在研究光谱的精细结构时提出电子具有自旋磁矩的设想。1945年，前苏联物理学家扎沃依斯基（Zavoisky, N.K.）观察MnCl2、CuCl2等顺磁性盐类时首次观察到电子顺磁共振波谱现象。最初物理学家用这种技术研究某些复杂原子的电子结构、晶体结构、偶
电子顺磁共振波谱的测试能测试半导体薄膜吗
电子顺磁共振首先是由前苏联物理学家 E·K·扎沃伊斯基于1944年从MnCl2、CuCl2等顺磁性盐类发现的。物理学家最初用这种技术研究某些复杂原子的电子结构、晶体结构、偶极矩及分子结构等问题。以后化电子顺磁共振波普仪学家根据电子顺磁共振测量结果，阐明了复杂的有机化合物中的化学键和电子密度分布以及与
电子顺磁共振EPR－波谱技术的原理
电子顺磁共振EPR波谱 的基本概念，物质的顺磁性是由分子的永久磁矩产生的。根据保里原理：每个分子轨道上不能存在 2 个自旋态相同的电子，因而各个轨道上已成对的电子自旋运动产生的磁矩是相互抵消的，只有存在未成对电子的物质才具有永久磁矩，它在外磁场中呈现顺磁性。电子自旋产生自旋磁矩： μ = ge β，
二维材料中首次实现核自旋量子位控制
据15日发表在《自然·材料》上的论文，美国普渡大学的研究人员通过使用光子和电子自旋量子位来控制二维（2D）材料中的核自旋，实现了在2D材料中写入和读取带有核自旋的量子信息。他们用电子自旋量子位作为原子尺度的传感器，首次在超薄六方氮化硼中实现了对核自旋量子位的实验控制。该研究工作拓展了量子科学和技
自旋电子可用于改善种植体相关性骨髓炎的治疗
西安交通大学金属材料强度国家重点实验室研究人员在钛种植体表面制备了具有高电子自旋态的S型铁磁性Fe3O4/TiO2异质结，研究了自旋电子在促进ROS生成、抗菌和细胞成骨分化中的作用，并将其应用于改善种植体相关性骨髓炎的治疗。近日该研究成果发表在《先进功能材料》上。研究表明，在超声波刺激下，异质结中的
国外联合研究团队研发新型量子计算机
韩国基础科学研究所（IBS）量子纳米科学研究部与日本、西班牙、美国等国的联合研究团队成功实现了具有多个电子自旋的“多量子比特”平台，实现了设计研发新型量子计算机的重要一步。 联合研究团队的核心技术是利用单个原子在固体表面上电子自旋创建新型量子平台。该量子比特平台是将几个钛原子放置在薄绝缘体（氧
分子荧光和磷光光谱分析法机理
产生机理1、荧光\磷光的产生 激发后分子的多重性可能改变( S/T两态).单重态: 所有电子自旋都配对的分子的电子状态。大多数有机物分子的基态是单重态。当处于基态的一对电子中的一个被激发到较高能级，其自旋方向没有改变，分子仍处于单重态。三重态: 有两个电子的自旋不配对而平行的状态。激发
量子点表征，最新Nature
理解和控制开放量子系统中的退相干、实现长相干时间对量子信息处理是至关重要的。尽管目前单个系统上已经取得了巨大进展，单自旋的电子自旋共振（ESR）被证明具有纳米级别的分辨率，但要进一步理解许多复杂固态量子系统中的退相干需要将环境控制到原子级别，这可能要通过扫描探针显微镜的原子/分子表征和操作能力实
美团对研发超薄磁性材料有望用于开发新型存储设备
美国一个科研团队基于二维磁体三碘化铬开发出了超薄磁性材料，有望用于研制新型存储设备，从而大幅提高信息存储密度并减少能量耗损。图片来源于网络 发表在最新一期美国《科学》杂志上的研究显示，研究人员利用新型二维磁性材料三碘化铬，可基于“电子自旋”对电子流动进行调控，从而实现存储信息。 华盛顿大学许
二维材料可在室温下保存量子信息
英国剑桥大学卡文迪许实验室科学家首次发现，层状二维材料六方氮化硼（hBN）中的“单原子缺陷”可以将量子信息在室温下保留几微秒。相关论文发表在《自然·材料》杂志上。这一发现意义重大，因为能够在环境条件（室温）下拥有量子性质的材料十分罕见，此次发现还凸显了二维材料在推进量子技术方面的潜力。 用共焦