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三维量子霍尔效应
超高的迁移率、超低载流子浓度，以及单个费米口袋特性是整个实验成功的关键所在。他们研究了多种高品质的ZrTe5晶体，该材料在2014年被中科院物理所翁红明、戴希和方忠等人预测可能具有非平庸的拓扑性。在低温和小磁场条件下，通过量子振荡输运测量和分析手段，可以重构出一个非常清晰的闭合费米面拓扑结构。这种封闭的三维费米面可以与准二维体系明确分开，在量子极限
南方科技大学
2021-04-14
验证三维量子霍尔效应
要实现三维量子霍尔效应，就需要达到所谓的极端量子极限条件（Extreme Quantum Limit）。这个实验条件要求异常苛刻，如果选用常用的金属铜块作为研究对象，要施加超过3000特斯拉的磁场才能进入极端量子极限态，而这是当前的实验条件无法提供的。因此，三维量子霍尔效应方向的研究一度处于几乎停顿的状态。 为了满足这项苛刻的条件，张立源团队巧妙地选用了高品质的五碲化锆（ZrTe5）晶
南方科技大学
2021-04-14
观测到三维量子霍尔效应
由南方科技大学和中国科学技术大学共同完成的题为“Three-dimensional quantum Hall effect and metal-insulator transition in ZrTe5”的研究论文，实验证实了哈佛大学理论物理学家Bertrand Halperin在1987年给出的关于三维电子气体系中量子霍尔效应的理论预测。南科大物
南方科技大学
2021-04-14
三维量子霍尔效应获得实验验证
卢海舟和谢心澄课题组在拓扑半金属中利用费米弧和“虫洞隧穿”构成的Weyl轨道，提出了一种新的三维量子霍尔效应机制。拓扑半金属是拓扑物相的新成员，具有拓扑保护的表面态，被称作费米弧 (如图4所示)。费米弧是拓扑半金属拓扑保护的表面态的费米面。在拓扑Weyl半金属中，有4个面可以有拓扑保护的表面态。由于拓扑约束的原因，每个面的表面态只是半个二维电子气。相对的上下表面的费米弧电子气可以通过Weyl点连接起来，组成一个完整的二维电子气，这是非常奇异的物相。 既然费米弧也是一种二维电子气，它们是否可以有量子霍尔效应？要研究这个问题，首先要明白什么是形成量子霍尔效应的关键，那就是电子的回旋运动 (如图3左图所示)。电子回旋运动的量子力学描述等价于谐振子，因此会形成等间距的朗道能级。朗道能级在边界发生能量畸变，才会有边界态提供无耗散的电子输运和量子霍尔化电导，即量子霍尔效应。 目前，已经有多个拓扑半金属实验观察到霍尔电阻的量子化平台。这种新奇的三维量子霍尔效应的研究才刚刚开始。直接观测到如图8所示的奇异边界态分布将是未来的一个挑战方向。
南方科技大学
2021-04-13
中国科学技术大学揭示核量子效应在界面超快电荷转移中的重要作用
近日，来自中国科学技术大学物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心，国际功能材料量子设计中心(ICQD),合肥国家实验室的赵瑾教授研究团队与王兵、谭世倞教授、以及北京大学李新征教授合作，发现固体-分子界面的超快电荷转移与质子的量子动力学有很强的耦合，揭示了电荷转移过程中核量子效应的重要作用。
中国科学技术大学
2022-07-11
化学反应量子几何相位效应研究重要进展
在化学反应中，量子干涉现象普遍存在。但是，想要准确理解这些干涉产生的根源非常困难，因为这些干涉图样复杂，且在实验上也难以精确分辨这些干涉图样的特征。H+H2及其同位素的反应，是所有化学反应中最简单的。该体系只涉及三个电子，因此比较容易精确计算出这三个原子在不同构型时的相互作用力。在此基础上，通过求解相应的描述化学反应过程的薛定谔方程，就能够实现分子反应动力学过程的计算机模拟，从而做到在微观层次上深入理解化学反应过程。研究团队在2019年先期理论研究
南方科技大学
2021-04-14
一种增强光热转化效应的核壳金纳米粒
本发明提供一种具有增强光热转化效应的核壳金纳米粒，以金为壳，药物为核，将酸根类药物装载于中空金纳米粒的中空结构中，组合成新型的核壳结构金纳米粒，其在波长700~900nm近红外光区有特征峰吸收，粒径为30~200nm。在光热作用下，金纳米粒结构变得疏松而触发药物的释放，进而发挥化学治疗作用。在近红外光照射下（波长700~900nm），呈现增强的光热转化能力，进而在肿瘤部位产生热疗作用，同时能够产生热疗和化疗的双重功效，两种治疗方式协同起效，有助于更加全面和彻底地杀灭肿瘤细胞，能显著提高对肿瘤的治疗效果，在制备肿瘤治疗药物中的应用。
浙江大学
2021-04-13
表征太赫兹量子级联激光器多模效应的电路建模仿真方法
本发明涉及一种表征太赫兹量子级联激光器多模效应的电路建模仿真方法，首先建立表征 THzQCL 有源层内部载流子输运特性的多模速率方程组；接着建立表征ThzQCL内部多模态效应的物理方程模型； 然后通过变量代换和化简得到相应的等效电路模型；建立表征 THzQCL 输入端电气特性的等效电路模型； 建立表征 THzQCL 输出端光功率特性的等效电路模型；最后建立电路宏模型，包括一个电气端口和一个 光功率输出端口，基于电路宏模型进行光电性能仿真和输出光谱性能测试。本发明可测试温度对 THzQCL 各种光电性能的影响；可支持实现对 THzQCL 光电性能和输出多模效应的模拟和仿真。
武汉大学
2021-04-13
一种基于超晶格结构的磁性拓扑绝缘体来实现量子反常霍尔效应
研究表明，陈绝缘体可以通过磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜获得，但是这种方法产生稳定的长程铁磁序比较困难，而且产生的体能隙也比较小，导致可观测温度极低（30-100 mK）。刘奇航课题组及其合作者通过研究本征的层状磁性拓扑材料Mn-Bi-Te家族（MnBi
南方科技大学
2021-04-14
量子通信技术
量子通信主要涉及量子密钥分配( QKD)、量子安全直接通信(QSDC) 、量子秘密共享( QSS) 等3个方面。通信双方以量子态为信息载体，基于量子力学相关原理及量子特性，利用量子信道，在通信收发双方之间安全地、无泄漏地直接传输有效信息，特别是机密信息的通信技术。量子秘密共享旨在对重要的密钥进行安全保护，使即便部分或全部密钥被第三方窃取也难以恢复出真实的密钥。
东南大学
2021-04-11