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二维反铁材料MnPS3中磁振子输运的实验进展
近年来,磁振子电子学在信息计算和信息传输领域表现出了极具价值的应用潜力。磁振子电子学利用以磁振子为载体的电子自旋进动来实现信息处理,有望实现无热量产生、低耗散的信息传输,相比于传统意义上通过操纵电荷来实现信息的处理的微电子学具有无可比拟的巨大优势。磁振子电子学领域的进展很大程度上依赖于能够有效传输磁振子的新材料的发现,而获得长距离的磁振子输运始终是磁振子电子学研究的重中之重。与通常的三维磁性绝缘体(如Yttrium Iron Garnet)相比,二维尺度下的磁振子被理论预言有很多的新颖物理效应,例如自旋能斯特效应,拓扑磁振子,以及外尔磁振子等。 在最新的研究文章中,量子材料科学中心韩伟课题组在二维磁性体系中展开工作并取得了重要进展,观测到了二维反铁磁体系中磁振子的长距离输运。MnPS3晶体是一种层状反铁磁材料,利用机械剥离手段得到了二维的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制备了用于测量磁振子输运的非局域器件,器件结构如图A所示。器件左侧Pt电极通过热方法来注入磁振子,右侧Pt电极探测在二维MnPS3中扩散传输的磁振子。在二维反铁磁MnPS3中,实验上观测到了几微米的磁振子扩散长度。并且从图B中可以看出,随着注入端和探测端距离的增加,探测到的非局域信号表现出e指数衰减的形式,跟一维漂移扩散模型的理论模型一致。在此基础上,他们还系统研究了MnPS3厚度对磁振子弛豫性质的影响。随着MnPS3厚度从40nm降低至8nm,磁振子弛豫长度由4μm减小到1μm(图C),这可能是由较薄的MnPS3中较强的表面杂质散射效应导致的。 该文章中的结果具有重要的学术价值:二维材料中的磁振子输运实现为二维磁性材料在磁振子电子学的应用与发展奠定了基础,也有望推动磁振子在量子尺度下的新颖量子物理性质研究。图:二维反铁磁体系中磁振子输运研究。(A)二维反铁磁MnPS3中的磁振子输运测量结构示意图。(B)自旋信号R_NL^*随电极间距的依赖关系,与理论预言的e指数衰减吻合。(C)磁振子弛豫长度随MnPS3厚度的依赖关系。 该工作于2019年2月7日在线发表于物理学术期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。该工作由韩伟研究员设计和指导完成,北京大学量子材料科学中心2015级博士生邢文宇为文章第一作者,物理学院2015级本科生邱露颐为第二作者(今年9月份将去哈佛大学读博士),韩伟研究员为文章通讯作者。本工作的顺利完成得到了量子材料科学中心贾爽教授和谢心澄院士的合作帮助,以及国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项的支持。
北京大学 2021-04-11
耦合分子振子同步化的能量代价及其最优设计原理的研究
北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀课题组在Nature Physics发表题为“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”(文章网址:https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7)文章,揭示了互相耦合的分子振子达到同步化所需的热力学代价,表明分子振子的同步化需要额外能量耗散,并揭示了能量耗散与所能达到的最优同步化效果及耦合的最佳设计之间的关系。 振子之间的同步化现象在自然界是非常普遍的现象,许多非线性理论与实验很好地回答了很大一部分非线性振子中的同步化问题。然而,对于分子振子而言,他们的振荡节律由随机的、大噪声的生化反应所决定,与之前相对成熟的非线性理论所涉及的情况有所不同。这类分子振子的同步化规律,尤其是同步化所需的热力学代价尚不明确。 欧阳颀课题组与美国IBM T. J. Waston 研究中心/北京大学定量生物学中心杰出访问教授的涂豫海教授展开合作研究,首次在理论上阐明了实现分子振子同步化所需的热力学代价。该研究提出一个简单而普适的随机理论模型,假设不同的分子振子之间被一些额外的分子间化学反应耦合起来从而使彼此的相位相互靠近,用以描述一般的可产生同步化振荡的分子振子。在这个理论模型中,研究者们找到了单分子稳定振荡状态的概率密度的解析解,由此计算了不同条件下的能量耗散,并通过平均场近似得到了该振荡出现同步化现象的条件。通过比较不同条件下的能量耗散,研究者发现,若要实现分子振荡的同步化,除去驱动单个分子振荡的能量以外,还必须要有一部分不为零的额外的能量耗散。除此以外,当外界条件给定能量耗散的大小时,虽然可以通过调整模型中的参数达到各种不同的同步化效果,但是可以达到的最优的同步化效果由给定的能量耗散所限制。当能量耗散小于一个临界值时(这个临界值大于驱动单个分子振荡的能量)同步化是不可能的,给定的能量耗散越大,所能达到的最优同步化效果越好。该结论具有一定的普适性。随后研究者在蓝藻的生物钟系统中检验了该理论,验证了生物体内的分子振荡体系确实需要额外的能量来实现同步化。 北京大学物理学院博士生,欧阳颀课题组的张东良为该文章的第一作者,涂豫海教授为通讯作者,合作者包括欧阳颀教授和美国加州圣地亚哥分校的博士后曹远胜博士。
北京大学 2021-04-11
一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人
本发明公开了一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人,包括可以绕旋转轴向两边打开的环形框 架和控制箱,环形框架包括通过多个辅助支架固定相连的上层支架和下层支架、以及通过清扫层升降机 构可上下移动的中层支架,上层支架上设有用于夹住绝缘子的上夹爪,上夹爪上设有检测装置,中层支 架上设有清扫装置和夹持绝缘子裙部的辅助夹爪,上层支架和下层支架之间还设有通过夹爪层升降机构 上下移动的下夹爪,与转轴相对的环形框
武汉大学 2021-04-14
Nature子刊!国防科技大学在石墨烯领域取得重要突破
近日,国防科技大学前沿交叉学科学院朱梦剑-秦石乔课题组与北京大学化学与分子工程学院彭海琳课题组合作,设计了一种梯度表面能调控的复合型转移媒介,实现了晶圆级超平整石墨烯向半导体衬底的干法贴合与无损释放。
国防科技大学 2022-10-10
石河子大学参加第61届高博会 代斌作论坛主旨演讲
4月15日-17日,第61届中国高等教育博览会在福州举行。我校党委副书记、校长代斌,党委常委、副校长李剑带领党办校办、研究生院(学科建设办公室)相关负责人等参会。
石河子大学 2024-04-19
一种电机定子冷却结构及具有该结构的开关磁阻电机
本发明公开了一种电机定子冷却结构,其包括内壁向内凸起形 成多个水套齿的冷却水套,电机定子铁心模块刚好嵌插入水套齿之间 形成的空隙,并与水套齿抵接固定,冷却水套内部有由水道隔离筋分 开形成多条环绕的水道支路,水套齿内部空腔内,有与水套成一体的 水道挡板伸入,该水道挡板顶部和两侧面分别与水套齿内壁形成沿空 腔内壁的水道。本发明还公开了具有上述冷却结构的开关磁阻电机, 该电机绕组线圈缠绕在模块化定子铁心齿部间及轭部形成的条形槽 内,电机定子铁心模块由两端的铁心压条压紧并且固定。本发明可以 对电机绕组进行很
华中科技大学 2021-04-14
细胞立体结构模型细胞超微立体结构模型XM-847
XM-847细胞超微立体结构模型   XM-847细胞超微立体结构模型为立方形半模式细胞立体的超微结构,细胞三面剖开细胞膜,切开细胞核的1/4部分。暴露各种细胞器及核的结构,主要的细胞器有线粒体,粗面及滑面内质网,高尔基体,中心粒等,细胞核切面显示核膜、染色质和核仁,同时还显示核糖体、溶酶体,微丝、微管、分泌泡等。此外,细胞膜还显示微绒毛(已切除)及基底膜內褶等结构。 尺寸:36×27×52cm 材质:PVC材料
上海欣曼科教设备有限公司 2021-08-23
一种强稳定性树枝盒状溴化物钙钛矿量子点制备方法
本发明公开了一种强稳定性树枝盒状溴化物钙钛矿量子点制备方法,该量子点材料为聚酰胺胺树状分子(PAMAM)包裹的CH3NH3PbBr3,结构式为PAMAM?CH3NH3PbBr3。其制备方法包括如下步骤:(1)以官能团为羧基的PAMAM和正辛胺作为配体辅助制备PAMAM?CH3NH3PbBr3前驱体溶液;(2)将前驱体溶液转换到甲苯中,摇匀形成PAMAM?CH3NH3PbBr3量子点。本发明使用一锅法制备钙钛矿量子点,简单易操作,原料供给方便,在一般实验室均能完成,易于推广。
东南大学 2021-04-11
回旋行波管耦合输入结构
该发明提供一种回旋行波管耦合输入结构,用于解决传统结构插入损耗大的问题,该结构包括圆波导及垂直加载于圆波导的矩形波导,所述圆波导的电子注输入段设置有一个以上矩形凹槽,所述矩形凹槽位于耦合输入结构的对称面上。与矩形波导的截面中心距离为(1/2+n)λ、n为正整数,其中λ为圆波导中心频点TE11模的波长;所述矩形凹槽的长、宽由对应的工作频段与耦合量决定,深度为1/8λ´-3/8λ´、其中λ´为矩形凹槽对应尺寸的矩形波导的TE10模的波长。该发明有效减小输入电池波的插入损耗,且通过增加矩形槽的数量和调节矩形槽的结构参数,能够工作于不同需要的宽频带范围;结构简单、加工方便。
电子科技大学 2021-02-01
新型自复位抗震结构体系
新型自复位抗震结构体系(包括自复位框架、墙及拉索结构),使结构具备了较好的复位能力和耗能能力,在强震作用下能够避免或显著减少结构的残余变形、损伤和震后经济损失。基于地震韧性设计理念,将后张无粘结预应力技术和摩擦耗能技术相结合,发明了一组新型自复位抗震结构体系。其中,后张无粘结预应力筋和附加的摩擦耗能件分别给结构提供了复位能力和耗能能力。本项目发明的新型自复位抗震结构体系主要用于具有高性能设计目标的新建建筑以及既有建筑结构的抗震加固或性能提升,还可以应用于桥梁工程等领域,以及减震阻尼器、自复位桥墩等产品的开发。
东南大学 2021-04-11
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