北京谱仪电子学系统简介

 北京谱仪电子学系统是北京谱仪的重要组成部分是一套大型精密而复杂的电子学系统.全系统含21300多个电子学通道和一套精密完善的校准刻度系统,对来自谱仪探测器的在高能粒子“对撞”反应中所产生的大量电信号进行高速读出和暂存,有选择地进行数字化和数据预处理,并通知“在线”计算机将其结果取走记入磁带.     

以原子作砖块的建筑术——简介分子束外延技术

 一、引言分子束外延技术(简称MBE)是制备超薄多层晶体膜的技术之一.它制做的薄膜厚度可以薄到单原子层或单分子层的厚度,这就意味着如同用砖砌墙一样,可以用各种分子或原子“垒”出新的晶体材料,使其具有人们希望的性质,有人称其为“能带工程”,还有人比拟为生物学中的遗传工程、MBE技术已在半导体材料,器件和物理几方面都引起了巨大变化,取得很多重要成果,形成了新的研究领域.     

光子学——一个新兴的前沿科学

 近年来,随着现代科学技术的飞速发展,一个新兴的前沿学科--光子学(Photonics)崛然兴起.它继电子学之后,将科学技术的发展由“电子”推上“光子”的新台阶,正在为我们开辟出另一个新时代--光子时代.     

氢原子吸附对金表面金属酞菁分子的吸附位置、自旋和手征性的调控

实现单个功能有机分子构型、电子结构和自旋态的可逆调控, 是未来分子电子学和分子自旋电子学应用的关键. 近年来, 我们利用极低温强磁场超高真空扫描隧道显微镜系统, 结合第一性原理计算, 系统研究了氢原子吸附对金表面吸附的金属酞菁分子的自旋、手性和吸附位置的调控. 通过将金表面吸附的酞菁锰分子暴露于氢气或氢原子环境, 使得分子中心的磁性离子吸附单个氢原子, 从而实现了体系近藤效应由“开”到“关”的转变. 基于密度泛函理论的第一性原理计算表明, 氢原子吸附使得锰离子3d轨道内的电荷重排导致了分子的自旋由3/2降为1; 同时分子与金基底的间距增大, 使得近藤效应消失. 通过施加局域电压脉冲或者给样品加热, 可以实现单个或所有分子脱氢, 从而恢复体系的自旋态和近藤效应. 氢原子吸附还导致分子的优先吸附位置从金表面的面心立方堆垛区域变成了六角密排堆垛区域. 三个氢原子吸附于同一酞菁锰分子上, 可导致分子对称性的降低及分子镜面对称轴与金基底镜面对称轴的偏离, 从而导致手征性的出现. 这种分子吸附结构的手征性, 导致分子轨道也呈现出手征性. 这项工作为金属酞菁未来在分子电子学、自旋电子学、气体传感器等方面的应用提供了新思路.     

单一电子隧穿振荡及其应用

 在本世纪初物理学家密立根在做著名的油滴实验时,曾为不能控制油滴上所带的电子数而烦恼．时至今日,这种烦恼已不复存在．１９８７年３月６日,前苏联的“理论与实验物理学报”收到了莫斯科大学利哈廖夫等人关于“单电子学效应”的论文,极其巧合的是在同一天美国的“物理评论”收到了贝尔实验室两位学者ＴｈｅｏｄｏｒｅＦｕｌｔｏｎ和ＧｅｒａｌｄＤｏｌａｎ关于同样效应的论文,从而激起了研究单电子学和单电子装置的热潮．一、单一电子隧穿振荡现象对于用两块金属膜夹一绝缘层构成的隧道结,可将其看做一个电容,电子有隧穿绝缘展势垒的几率,穿透几率取决于绝缘层的厚度和电极材料的特性．     

非线性光学中的新型有机和聚合分子材料

近年来的研究成果表明在非线性光学中一些有机和聚合分子材料与相应的无机晶体、半导体如LiNbO₃、GaAs等相比较,具有许多优越性。本文介绍了一些有机和聚合分子材料的非线性光学效应,包括模拟,离散和双稳现象及其潜在的应用。然后描述了几种这类晶体与薄膜材料的制备技术,其中LB膜沉积是制备超薄有机聚合膜的有效方法。     

纳米科技与生活

 纳米科技是当前全球都在谈论的热门话题,是80年代末、90年代初逐渐发展起来的前沿科技领域,它的迅速发展将促使21世纪的几乎所有领域产生一场革命性的变化。关注纳米就是关注我们的未来。一、何为纳米科技“纳米”(nm)为一米的10亿分之一,纳米科技中的“纳米”为10～9nm,发丝的直径约为8万纳米,原子的直径在01～03纳米之间。所谓纳米科技,是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术,是指在01～100nm尺度空间,研究电子、原子和分子运动规律、特性的高新技术学科。     

纳米技术的进展及军用前景

 近来科学家们纷纷预测：“纳米技术将是２１世纪科技革命的生力军”、“纳米技术将像微电子技术引发科技革命一样,成为对世纪信息时代的核心”。 ２０００年１月,美国政府发布了《国家纳米技术计划》,此计划被认为是面向未来的重大战略举措。克林顿总统于２０００年１月２１日在加利福尼亚大学理工学院演讲中提到：“我的２００１年预算案支持一个价值５亿美元全新的国家纳米技术启动计划……使人类有能在原子和分子水平上操纵物质的能力。……”显然,美国政府已把崭露头角的纳米科学和纳米工程放在科学发展的优先考虑地位。     

分子和金表面相互作用的第一性原理研究

硫氢官能团可以很强地吸附于金表面上,从而可作为连接体用于纳米电子学中的分子器件.从第一性原理出发利用密度泛函理论研究了4,4′二巯基联苯分子和金表面的相互作用,并利用了前线轨道理论和微扰理论定量地确定了该相互作用能常数.计算结果表明,当含有硫氢官能团的有机分子化学吸附于金表面时,硫原子将与金原子形成以共价键为主的混和键,此时一些分子轨道扩展于金原子和有机分子中,这些轨道为分子结中电子的输运提供了通道,从而可使分子线的电导呈现出欧姆特性.而其他分子轨道具有局域性,此时电子的输运只能通过隧道效应来实现. 关键词： 化学吸附 分子线 分子电子学     

评所谓2000公里远的气功外气影响物质性质的试验

 （一）这是严谨的科学实验,还是甚不科学的“科学”试验?甲:前一时期,我在书摊上购买到《严新气功现象》一书,书中刊载了一组“科学”实验,严新和高能物理所几位实验者宣称:“通过这些实验,捕捉到了外气的一系列不可思议的特性”（见该书213页,以下凡引自此书的文字,将只注出页码）,例如,远在2000公里的气功外气竟会对“物质分子”发生作用,在1500²000公里远的外气竟会对“放射源镅-241衰变计数率”发生影响,等等。     

强力、弱力和电磁力的大统一(Ⅴ)

 天然放射性的发现打破原子“永恒不变”的神话之后,比原子-分子尺度要小得多的亚原子粒子陆续发现:1897年,J. J. 汤姆生通过测定阴极射线的荷质比发现了第一个亚原子粒子,称其为“微粒”,并将其所带电荷称为“电子”.     

有机分子束外延技术与研究进展

本介绍了超高真空分子束外延生长有机薄膜的技术及基研究进展,讨论了外延材料的纯化过程和杂质对外延薄膜的影响;从理论和实验观点评论了薄膜的生长性质和膜的有序结构。超高真空有机分子束外延技术是一种多用途的高技术,可以生长有机、无机、有机／无机混和的薄膜结构。这种薄膜结构是示来光学和电子器件有希望应用的新一类工程材料。     

神奇的纳米技术

 一、科学巨匠遭冷遇,柳暗花明又一村著名物理学家,诺贝尔奖获得者理查德·费恩曼在1959年12月29日召开的美国物理年会上满怀激情地发表了《底层大有可为》的报告,大胆提出“用原子搭积木”的设想。他说:“当我们深入并游荡在原子周围,我们将按照不同的定律活动,会遇到许许多多新奇的事情,能以全新的方式生产,完成异乎寻常的工作。”并提出“我们为什么不可以从单个分子甚至原子开始进行组装,达到我们的要求?”当时连分子、原子是什么样都看不着,谈何对原子进行操纵组装呢?简直是痴人说梦。     

从火星、金星的视运动到“日心说”

 15世纪10～40年代,是“日心说”形成和发展时期。哥白尼对火星、金星视运动的研究,是确立“日心说”的线索和依据。     

有机分子束外延技术与研究进展

本文介绍了超高真空分子束外延生长有机薄膜的技术及其研究进展 ,讨论了外延材料的纯化过程和杂质对外延薄膜结构的影响 ;从理论和实验观点评论了薄膜的生长性质和膜的有序结构。超高真空有机分子束外延技术是一种多用途的高技术 ,可以生长有机、无机、有机 /无机混和的薄膜结构。这种薄膜结构是未来光学和电子器件有希望应用的新一类工程材料。     

光纤在通信领域中的应用

 能够传播光的纤维丝称作“光导纤维”,简称“光纤”。信息高速公路就是以现代通信技术和计算机网络为基础,用大容量的光纤作为铺“路”材料,集话音、数据、图像和文字为一体的多媒体信息源为“车”,这些“路”和“车”便构成了“信息高速公路”。对光纤的研究、开发和利用,是以物理学为基础,经过对光传播的研究、光谱的分析、材料的筛选、以及半导体激光器和光电检测器件的研制,在通信领域取得了成功,是物理学和无线电通信的完美结合。 一、光纤的问世 通光的材料和结构对于光信号的通过能力有一定的影响,这就是我们常说的损耗。光纤损耗的主要原因在于玻璃中含有过度金属离子以及拉丝工艺。     

分子电子学器件研究进展一瞥

文章综述了作为硅半导体CMOS器件的下一代电子学器件——分子电子学器件的研究进展.介绍了分子电子学器件的原理,分子电子学器件的理论与实验分歧的解决情况,分子电子学器件涉及的诸多量子力学效应,以及在分子晶体管研究上实验和理论的最新成果.     

前景诱人的空间制药

 随着航天事业的发展,茫茫宇宙空间正逐步成为人类大显身手的理想之处.特别是近年来火箭技术的发展,航天器制造技术的完善和突破,为人类在空间制药创造了有利条件.在空间制药,具有地球上不具备的优越条件,如失重、高真空、强辐射、无菌等.利用这些特殊条件,可以在空间制造出地球上无法生产或难以生产的特殊药物.“纯度”这个因素,对制药来说是极其重要的.我们知道,药物分子是一种特殊分子,杂质分子与药物分子很相似.提纯药物,就是将有用的药物分子和杂质分子分开.提纯药物常采用“电泳法”.在电泳提纯过程中,关键是带电分子受到的电场力与液体的粘滞力的平衡作用.在地面上应用电泳法提纯时,液体微小的流动就会扰乱上述两种力的平衡,而使各种分子混杂起来,从而大大降低了产品的纯度.     

天空为什么是蓝色的

 “蓝蓝的天空白云飘”,对这种美丽的景色。相信我们都有所感受。那么天空为什么是蓝色的?云为什么是白色的?对于这种奇妙的物理现象,并不是所有人都能给出一个正确的回答。事实上,我们所观赏的“蓝蓝的天空白云飘”这一美丽景象是天空中的大气分子、水滴、其他微粒和阳光共同作用的结果。一、空气和太阳光为了解释这种物理现象,首先简单了解一些空气和太阳光的知识。空气是在地球外面包裹着的一层“防弹衣”,保护着地球上生物不受紫外线的照射。空气并不是空的,是由很多很多的微粒组成。     

复杂而有序的软物质

 法国物理学家德·热纳(P. G. De Gennes)(图1)在1991 年获得诺贝尔物理奖时,以“软物质”为题演讲,首次用“软物质”一词概括所有“软”的东西,包括普通的流体和当时美国学者惯常称呼的“复杂流体”,从此推动了一门21 世纪跨越物理、化学和生物三大学科的重要交叉学科的发展。