拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应

正拓扑绝缘体是一类新奇的量子物态,不同于传统意义上的金属或绝缘体。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,非常稳定。因此,拓扑绝缘体有望从根本上解决现有电子技术的难题,带动产业技术的革命。     

我国研究人员发现铁磁石墨烯体系CT(电荷共轭-时间反演)不变的量子自旋霍尔效应

<正>最近,中国科学院物理研究所孙庆丰和谢心澄研究员在铁磁石墨烯体系中预言了一种新类型的拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应(PRL,104,066805(2010))。与由自旋轨道耦合所引起的拓扑绝缘体不同,这类新的拓扑绝缘体与自旋轨道耦合无关,体     

量子计算机新突破：科学家研制半导体微型芯片

美国莱斯大学科学家近日研制出一种微型的“电子高速公路”——“量子自旋霍尔拓扑绝缘体”。研究人员表示,这种微型设备将来可用于制造量子计算机所需的量子比特,这一研究成果将大大促进量子计算机的研究进展。     

固体材料中的自旋轨道耦合效应

固体中的电子天然具有自旋和轨道自由度。近年来,随着自旋电子学以及拓扑材料领域的迅猛发展,由自旋轨道耦合效应引起的新奇物理现象越来越受到人们的广泛关注。比如,磁晶各向异性、自旋霍尔效应、反常霍尔效应以及各种拓扑绝缘体等,它们为未来的高密度存储以及低损耗的量子计算提供可能的实现方案。本文介绍了自旋轨道耦合作用的起源以及其在固体材料的体系,为进一步分析和理解固体材料中和自旋轨道耦合及其相关的新奇物理效应提供理论指导。     

一个理论物理学家和他的奇妙世界——访华裔科学家、美国艺术与科学学院院士张首晟

人物简介张首晟,美国华裔科学家、斯坦福大学物理系讲座教授、清华大学高等研究院教授。因其对量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体的开创性研究,2010年获欧洲物理奖。2012年8月,荣获联合国教科文组织下属的国际理论物理学中心"狄拉克奖"——国际理论物理学领域的最高奖。     

国际科技信息

首个光学拓扑绝缘体研制成功可有效减少光在传输过程中的散射近日,以色列和德国科学家携手合作,成功研制出首个光学拓扑绝缘体,这种新设备通过一种独特的"波导"网格,为光的传输护航,可减少传输过程中的散射。科学家们表示,最新研究对光学工业的发展大有裨益。研究发表在最     

拓扑绝缘体材料生长调控和输运性质研究获系列进展

中科院物理所／北京凝聚态物理国家实验室（筹）表面物理实验室吴克辉研究组与固态量子信息与计算实验室／崔琦实验室李永庆研究组开展了利用分子束外延（MBE）技术生长拓扑绝缘体单晶薄膜以及利用栅极电压调控其化学势的工作,在材料生长、电场调控及输运性质研究中取得了一系列进展。     

科研进展

物理所预言立方对称性破缺下的新型拓扑绝缘体材料中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)姚裕贵研究员和博士生冯万祥、丁俊,与美国橡树岭国家实验室的肖笛博士合作,在拓扑绝缘体材料预测和设计方面取得重要进展。他     

拓扑绝缘体的实验研究取得系列进展

中科院物理所／北京凝聚态物理国家实验室（筹）表面物理国家重点实验室马旭村研究员领导的研究组与清华大学物理系薛其坤教授领导的研究组合作,在三维拓扑绝缘体薄膜的外延生长、电子结构及有限尺寸效应方面进行研究,取得一系列进展。     

可液态化生产透明绝缘材料问世

近期,美国约翰霍普金斯大学的材料学家们发现了～种导电化合物的新用途。在经过特定的处理后,这种化合物可被制成绝缘的薄膜,与一般绝缘体不同,其绝缘作用不是通过阻止电流流动而是诱导电流流向他处来实现的。据称,这种特性的材料有望使目前显示设备的厚度和能耗得到大幅缩减。相关研究发表在最新一期《自然&#183;材料学》杂志上。     

中国科学院院士评出路明杯2005年中国十大科技进展新闻

6 我国科学家成功实现首次单分子自旋态控制 中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室的科研人员，将单分子化学与单个原子和分子的磁性研究结合起来，利用单分子选键化学首次实现了磁性离子自旋态控制。这是世界上首次利用局域的化学反应来改变和控制分子的物理性质，为单分子功能器件的制备提供了一个极为重要的新方法，揭示了单分子科学研究的新的广阔前景。通过这一方法对单分子实现了精确的“手术”操纵，调控单个分子的空间结构和电子结构，由此改变中心钴离子的自旋态，成功实现了对钴酞菁分子磁性的控制。     

新型的显微技术——原子力显微镜

在本刊2009年11期《粒子的"穿墙术"》一文中我们已经介绍了扫描隧道显微镜的工作原理。这种显微镜利用隧道电流来工作。但它有一个缺点,那就是只能用于观察导体和半导体材料,因为要形成电流,材料必须导电才行。而对于那些不导电的绝缘体材料,比如某些高分子有机物,那该怎么办呢?科学家为此发明了另一种超级显微镜——原子力显微镜。     

我国科学家制备出特殊人工薄膜助高速计算

一种厚度只有头发丝万分之一的特殊人工薄膜,可能"终结"物理学界长达70多年的寻找马约拉纳费米子"马拉松竞赛"。如果这一切成真,将引发未来电子技术的新一轮革命,大大提高计算机运算速度。上海交通大学物理系贾金锋、钱冬研究组近日对外宣布,由其领衔的科研团队制备出一种由拓扑绝缘体材料和超导体材料复合而成的特殊人工薄膜,神秘莫测的马约拉纳费米子探测有望在年内实现。这项研究成果即将在《科学》杂志发表,     

非中心对称超导体的序参量宇称混合效应:比热与自旋磁化率(英文)

在非中心对称超导体中,反对称的自旋-轨道耦合会导致自旋单态配对与三重态配对的混合.这里主要关注重费米子超导体CePt3Si,研究自旋-轨道耦合以及宇称混合对该系统比热和自旋磁化率的影响,得到了与实验可以比拟的理论结果.     

乘纳米之风 跨科研难关——记中山大学电子与信息工程学院教授刘飞

<正>你知道纳米技术除了在探索应用中有巨大的优越性外,同时还可能会对环境和生态带来影响吗?你知道拓扑绝缘体作为一种全新的量子功能材料,具有哪些特性,它在新原理纳电子器件、量子计算、表面催化和清洁能源等方面有怎样的应用前景吗?你知道纳米异质结对可见光和NO2等气体存在光敏和气敏特性吗?在低功函数纳米结构表面,其拥有怎样的光学特性呢?     

硼氧小分子在铂团簇表面吸附的密度泛函研究

利用杂化密度泛函B3LYP方法,研究了硼氧小分子在铂团簇的表面吸附体系,研究的物性涉及不同自旋下团簇的几何结构、稳定性、电子结构、解离能和平均原子结合能等. 计算结果表明:BO两种原子作为一个分子整体吸附于铂团簇表面,其吸附方式随团簇尺寸的变化而变化;自然布居和Mulliken布居显示,电荷由铂原子转移到BO分子整体. 此外,解离能和平均原子结合能表明四重态Pt4BO的基态结构具有最大的相对稳定性.     

基于多任务版本的实时系统调度算法

本文介绍了多任务版本的实时系统调度算法.该算法能够满足实时系统中的关键性任务在最坏情况下运行时,仍可满足截止时闻的要求.通过为实时系统中的关键性任务设置两个任务版本,即主态和从态版本.主态任务版本具有较好的质量,从态任务版本只提供最基本的功能,运行时间较短.在最坏情况下避免调度主态任务版本,来满足实时调度的实时性要求.     

科研人员发现基于ⅠⅡⅤ族半导体的新型稀磁体

中科院物理所／北京凝聚态物理国家实验室（筹）极端条件实验室靳常青研究组近期发现了一类新的基于Ⅰ—Ⅱ—Ⅴ半导体的稀磁体Li（Zn,Mn）As并在稀磁材料上成功实现了自旋和电荷分别注入和调控。该研究组发现,Li（Zn,Mn）As在3％Mn掺杂量既可具有接近3个Bohr磁子的饱和磁矩（Mn2＋高自旋态的最大饱和磁矩为5个Bohr磁子）,     

前沿

俄发明能导电的塑料俄罗斯乌法有机化学研究所的科研人员成功地研制出能够导电的聚合塑料。专家认为,该科研成果将会引起微电子技术和仪表制造工艺的革命。这个具有导电性的塑料薄得像蜘蛛网一样,并呈透明状。科研人员是在研究该聚合物的溶解性和耐高温性的过程中,偶然发现其导电性能的。此聚合塑料能承受超过400摄氏度的高温,并在不同的条件下可以变成绝缘体或者导电体。几年前,美国和日本科学家因发明能导电的塑料而获得了诺贝尔奖,但其导电性是在塑料中添加了金属粉末后才表现出来的。俄科研人员发明的能导电的塑料中没有添加任何金属粉…     

关于流体中物体相互作用的探讨

一、自旋体的“流体磁场”及其相互作用当圆筒或圆柱体在静止的粘性流体中绕其对称轴自转时,会带动表面附近的流体一起旋转,这种旋转流体类似于电荷自旋产生的磁场,在此不妨称之为“流体磁场”,其角速度方向就是磁场方向,如图1所示,将圆柱体用丝线悬挂并使其在空气中旋转,所带动的气流如箭头所示。图2流体中两同向旋转的圆盘之间相吸图1圆筒在流体中旋转形成流体磁场如果流体中两个以角速度ω同向自旋,半径为r的圆盘排列在一直线上,每个圆盘的两个表面都会带动流体一起旋转,但居于两圆盘之间的流体会因受到两盘的同向带动而速度变得较快,平…