低维光电材料的制备、表征及应用基础研究

低维光电材料是近十年来在国际上迅速发展起来的新型功能材料,其主要结构特点是材料至少在一个维度上尺寸减小到纳米尺度,由此产生的大比表面积和独特的量子限域效应,使低维光电材料表现出与块状材料不同的、性能优异的电学输运及光电转化性能,在发展未来高性能的光电信息器件、新型绿色能源、生物医学等领域具有重要的应用潜力。由于材料的结构决定性能,而性能又决定其应用,因此,低维光电材料的结构与性能的可控制备技术是其走向应用的前提和基础。如何在制备过程中实现低维光电材料的结构及其光电性能的调控是制备技术领域面临的瓶颈问题。     

石墨烯量子点制备技术及创新资源现状

正石墨烯量子点作为零维纳米材料,以其优异的电学、热学、光学等特性备受关注。从中国专利角度出发,研究石墨烯量子点的主要制备方法、制备技术以及其创新资源等情况,以期为石墨烯量子点技术发展提供参考。石墨烯量子点缩小法制备技术主要包括水热法、剥离法、强酸氧化法等,石墨烯量子点扩大法制备技术主要包括富勒烯法、共燃法、热解碳化法、溶液化学法等。     

扬帆正当时 砥砺谱新篇——张晋教授及其团队

<正>张晋(博士、教授),1983年由云南大学物理系毕业留校任教,1998年于四川大学获辐射技术及应用专业博士学位,2000年3月至2001年8月在韩国国立全北大学做博士后,参与完成韩国科学与工程基金的重大项目"The Brain Korea 21 Projects"之一:"低维量子结构物理"的研究。近20年他主持完成国家自然科学基金项目"金微栅/碳量子点的制备及其光电性能研究"(11364045)、"新型有     

动态

我国刷新最大纠缠态制备世界纪录多量子比特的操纵和纠缠是量子计算研究的核心指标。近日,我国科学家潘建伟及其同事通过调控6个光子的偏振、路径和轨道角动量3个自由度,在国际上首次实现了18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果。多个量子比特的相干操纵和纠缠态制备是发展可扩展量子信息技术,特别     

实现最大的超纠缠光子薛定谔猫态

量子纠缠是量子信息处理中的核心“资源”,多粒子纠缠态的研究是国际上竞争非常激烈的领域。中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部通过实验成功制备出超纠缠光子薛定谔猫态,纠缠量子比特数目最高达到10个。再次刷新了纠缠态制备的世界记录。此前的最大光子薛定谔猫态是6个光量子比特的纠缠态,     

有机介观低维结构研究取得新进展

化学所光化学院重点实验室姚建年院士和付红兵研究员在前期工作的基础上，发展了液相胶体化学反应法制备菲分子的介观低维结构。通过控制体系化学势的高低实现了低维结构形成过程中成核与生长动力学过程的分离以及调控，实现了100nm情况下有机低维结构的尺寸控制．为进一步的大规模、三维自组装铺平了道路。这一研究结果表明，液相胶体化学反应法可以实现有机低维结构的可控性制备及其高度有序的三维自组装超结构，为剪裁有机分子材料的性质以及器件化开辟了新的途径。     

我国半导体超晶格科学的进展

半导体超晶格是当代固体物理学的新生长点和重要前沿领域。它是以具有各种人工剪裁能带结构的半导体低维电子系统(二维、一维和零维)为其主要研究对象,涉及半导体物理、材料和器件的综合性研究领域。“半导体超晶格微结构”的研究属国家自然科学基金委员会重大基金项目,它以探索、开发新一代固态电子、光电子器件作为研究工作的着眼点,以生长超薄、陡变和大面积均匀的超晶格、多层异质结等低维量子结构的分子束外延(MBE)和金属有机化合物气相淀积(MOCVD)等超薄层材料生长手段为技术基础,着重开展半导体超晶格低维系统与普通三维固体不同的新物理现象和效应及其潜在的应用前景方面的基础研究,研究和探索新一代超晶格量子器件的新原理、新模式和新结构。本项目的总体设想是要在全国范围内组织起具有国内第一流水平,国际先进水平的,对半导体超晶格量子阱材料、物理和器件进行综合性基础研究的科研实体,经过“七五”和“八五”期间的工作,应当将我国在该领域内的基础研究整体水平推进到国际先进行列,并且在某些专题研究方面应当做出具有特色的,国际领先的研究成果。     

新奇量子体系的设计、制备和物性操控

第211期双清论坛"新奇量子体系的设计、制备和物性操控"总结了我国新奇量子体系的研究进展及进一步发展所面临的机遇与挑战,梳理了该领域未来主要研究方向和关键科学问题,并探讨了前沿研究方向和科学基金资助战略。论坛凝练出了新奇量子体系研究领域未来5～10年的重大关键科学问题,主要包括:(1)高质量关键功能材料的可控制备和体系构筑;(2)科学问题导向的实验技术革新与理论方法突破;(3)量子计算;(4)低维超导和磁性中量子态的多手段调控及其在未来信息技术中的应用探索;(5)拓扑超导和马约拉纳的确定性判据等。论坛基于新奇量子体系及其应用研究领域的现状分析和未来展望,提出了进一步发展的建议。     

中国科学家利用量子相变实现大粒子数量子纠缠态的制备

正在国家自然科学基金项目(项目编号:91121005,91421305等)的资助下,清华大学物理系尤力教授与郑盟锟助理教授领导的冷原子研究团队在国际上首次利用原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子相变确定性地制备出对精密测量具有重要意义的量子纠缠态。有关研究成果以"Deterministic entanglement generation from driving through quantum phase transitions"(通过量子相变确定性产生量子纠缠)为题于2017年2月     

信息技术

正大规模硅基集成高维光量子芯片实现北京大学"极端光学创新研究团队"王剑威、龚旗煌教授等与布里斯托尔大学物理系量子光学中心等单位合作,利用大规模集成硅基纳米光量子芯片技术,实现对高维度光量子纠缠体系的高精度和普适化量子调控和量子测量,研究论文发表于Science。实现功能强大的量子信息处理芯片是当前量子科技革命的关键。研究团队实现了一种新型的多路径加载高维量子态方式,即每个光子以量子叠加态的形式同时存在于多条光波导路径,从而实现了一个高达15×15的高维量子纠缠系统。通过可控地激发16个参量四波混频单光子源阵列,可以制备具有任意复系数的高维度量子纠缠态。     

2013年第十届中国青年女科学家奖获得者 杜世萱

<正>杜世萱,中国科学院物理研究所研究员,国家杰出青年科学基金获得者,主要从事薄膜、纳米结构生长机理、功能分子低维自组装结构和表面电子性质、二维原子晶体材料结构和物性等的理论计算研究,取得了一系列在国际上相关领域有重要影响的成果,曾获中国科学院2006年十大重大创新成果奖,作为主要成员获得2013年中国科学院杰出科技成就奖,并多次受邀在《small》等国际一流学术杂志发表综述文章。2013年荣     

信息科技

<正>基于星座的量子通信进展中科大潘建伟教授及其同事彭承志、张强等组成的研究组,成功实现了白天远距离(53km)自由空间量子密钥分发,通过地基实验在信道损耗和噪声水平方面有效验证了未来构建基于量子星座的星地、星间量子通信网络的可行性;相关研究发表于《自然—光子学》。世界首颗量子科学实验卫星"墨子号"目前已经在国际上成功实现了首次星地量子通信,然而由于阳光噪声的影响,"墨子号"卫星只能在夜晚工作,单颗该类低轨道卫星至少需要3天才能完成全球范围内地面站点的覆盖。     

本征层为In_xGa_(1-x)N结构柔性太阳能电池研究

本文研究一种可调带隙量子阱结构的柔性衬底太阳能电池及制备方法。本论文研究的太阳能电池具体结构是:Al电极/GZO/P型nc-Si:H/I层本征InxGa1-xN/N型nc-Si:H/GZO/Al背电极/AlN/PI柔性衬底;其制备方法是首先磁控溅射制备AlN绝缘层和Al背电极,然后采用ECR-PEMOCVD依次沉积GZO基透明导电薄膜、N型nc-Si:H薄膜、InxGa1-xN量子阱本征晶体薄膜、P型nc-Si:H薄膜、GZO基透明导电薄膜,最后制备金属Al电极。由于本征层InxGa1-xN量子阱本征晶体薄膜具有可调禁带宽度,对该结构的太阳能电池起着巨大的作用,很大程度上提高了该结构太阳能电池的效率。     

我国刷新光子纠缠和量子计算领域两项世界记录

中国科学技术大学微尺度物质科学困家实验室的工作人员潘建伟和他的同事杨涛、陆朝阳等，最近通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态，刷新光子纠缠和量了计算领域的两项世界记录。     

心向功能应用 快乐坚守科研——记湖南大学特聘教授、美国加州大学洛杉机分校终身教授段镶锋

正2017年8月初,段镶锋又登上了热搜。他和湖南大学段曦东作为共同通讯作者在Science上在线公布了二维材料领域的一个重要突破,在国际上首次报道了一种能控制异质结、多重异质结和超晶格二维原子晶体生长的普适性合成方法。这种外延生长法可以巧妙地制备出多种多样的二维材料异质结构,为进一步研究二维材料的特异性能,实现其应用潜力提供了一个可靠的合成手段。在很多相关媒体报道中,段镶锋被称为"大家熟悉的段镶锋教授"。     

LED表面微结构研究进展

半导体固态照明采用InGaN基量子阱发光二极管(LED),不仅可以节省能源、减少污染,还具有体积小、寿命长等优点.但是LED外量子效率一直较低,文章介绍了LED芯片表面加工的各种微结构.如表面粗糙化结构,二维光子晶体结构,在p-GaN上生长纳米杆等.从而有效提高了LED外量子效率.     

纳米水平上的科学与技术

本次论坛由中国科学院物理研究所薛其坤研究员、中国科学院化学研究所王琛研究员和复旦大学物理系侯晓远教授任执行主席.论坛分为"量子低维结构的表面与界面科学"、"半导体、金属、有机和生物分子的纳米结构的形成与控制"以及"相关的理论模拟与计算"三个专题,分别由王琛研究员、侯晓远教授、薛其坤研究员、香港科技大学物理系的肖旭东教授以及中国科学院上海冶金研究所的朱自强研究员担任主持人.     

中国科学院基础科学研究成果综述(续)

1　物理学量子计算研究武汉物理与数学研究所在国际上首次实现了 7位的Ｄ Ｊ(Ｄｅｕｔｓｃｈ Ｊｏｚｓａ)量子算法和精确受控相移门。此前 ,国际上虽然实现了 7位Ｑｕｂｉｔ的“猫态” ,但不是算法 ,实现的算法最多只有 5位Ｑｕｂｉｔ。量子计算的理论研究也取得突破性进展 ,该     

低维光催化复合材料的第一性原理研究

随着体系尺寸减小到纳米级以及维度的降低,表面效应、量子限域效应、尺寸效应以及量子隧穿效应越来越显著,因而低维纳米材料通常表现出不同于普通块体材料的理化性质.第一性原理计算方法具有准确、高效、便捷以及低成本等优势,借助第一性原理计算方法,可以在原子与分子层面上设计、计算和分析新材料,在材料结构与性能计算相关领域,则可以准确预估各类材料的基本物性.因此第一性原理计算方法成为了除理论方法与实验方法外可以独立开展材料物性研究的第三种方法.     

远距离量子通信实验研究——迈出我国实用化量子通信网络发展第一步

量子通信技术研究是当前国际上量子信息科学领域的热点,未来发展趋势主要是在保证通信绝对安全性的前提下,追求更远的通信距离、更广的覆盖范围、更高的通信速率,为国家的信息安全做出贡献。实现远距离量子通信的路线图是通过