发展固态量子信息与计算的实验研究

量子计算与量子信息是21世纪基础和应用科学研究的一大挑战.要实现实用意义上的量子信息和量子计算,必须解决量子比特系统的可拓展性问题.基于现代半导体技术的固态量子系统,其应用和最终产业化的可行性较高.然而,固态量子体系受周边环境的影响比较严重,控制其退相干,维持其量子状态的难度更高.实验固态量子计算的研究是个新的领域,尚无实用的技术和方法. 文章介绍了中国科学院物理研究所固态量子信息和计算实验室近几年来新开辟的自旋、冷原子、量子点(包括原子空位)、功能氧化物和关联体系等固态量子信息的新载体和同量子计算与量子信息相关的科学与技术难题的实验研究.     

咪唑类氮氧自由基的ESR波谱的酸度相关性-pH自旋探针应用研究之一

根据咪唑类氮氧自由基的结构特性合成了一系列的pH自旅探针,其ESR波谱参数均在一定范围内与介质的酸性呈明显的相关性.可望为较精确地测量化学胶束、细胞等微观体系的pH值开辟一个新的途径.本文研究了灵敏变化的pH范围与取代基的关系,得到了5种自旅探针的ESR参数-pH曲线、pKa值以及Hanmmett相关图,分析了如何通过改变取代基合成出不同pH变化范围并适用于不同生物和化学体系的pH自旅探针,最终达到付诸应用的目的.     

关于热力学和统计物理学中的负温度

近年来在与多位中学物理教师接触的过程中,只要一提到"负温度"这个名词,多数都会回答"闻所未闻",或感到迷惑和神秘莫测.为弥补这种缺陷,值此《物理通报》出版30周年之际,特献上此文供中学物理教师一阅.1问题的提出其实,早在20世纪40年代,在前苏联理论物理大师朗道及其弟子栗弗席兹合著《理论物理学》丛     

电子散射的受激原子态取向的趋向性规则

原子碰撞中的取向参数的研究为原子碰撞动力学、受激原子态结构提供了丰富的信息。本介绍近年来电子与原子碰撞受激原子态取向的特征，其中包括电子与轻原子低能小角度散射下取向的趋向性规则；自旋依赖的取向特点；重原子散射下的取向特点，就重原子散射下取向的趋向性规则的破坏做了简要的分析和讨论。     

稀土掺杂锰氧化物庞磁电阻效应

过去十多年来，具有庞磁电阻效应的稀土掺杂锰氧化物成为了凝聚态物理研究的重要领域。锰氧化物的载流子自旋极化率高，且在居里温度附近表现出很大的磁电阻效应，因此在自旋电子学中有潜在的应用前景。另一方面，锰氧化物是典型的强关联电子体系，它对目前有关强关联体系的认识提出了很大挑战。本文综述了锰氧化物的各种性质及其物理原因。全文首先概述了锰氧化物的庞磁电阻效应及其晶格和电子结构，简单介绍了其他一些庞磁电阻材料；随后综述了锰氧化物的电荷／轨道有序相及其输运性质；在第四部分简单介绍了锰氧化物中庞磁电阻效应的机制；最后讨论了锰氧化物的一些可能的应用，如低场磁电阻效应、磁隧道结、磁p-n结以及全钙钛矿的场效应管和自旋极化电子注入装置等。     

稀土元素三角格子体系中的阻挫磁性与量子涨落

稀土元素三角格子阻挫体系在近几年受到了广泛的关注,稀土元素中存在较强的自旋轨道耦合作用,容易形成各向异性的磁相互作用,结合复杂的晶体场结构,可以产生很多新奇的物理性质,实现包括量子自旋液体、内禀量子伊辛磁体和隐藏序在内的一系列新奇量子态。文章以最近的中子散射研究为例,介绍稀土元素三角格子体系中的新奇磁关联与量子涨落现象。     

铪烯

正国际上首次报道了基于d电子过渡金属元素的二维蜂窝状晶体材料。这种由铪元素构成的二维蜂窝状结构比石墨烯具有更强的自旋轨道耦合,为研究二维体系中新的量子现象和电子行为提供了新的平台。铪也是当今半导体科学和技术中最重要的元素之一,制备出铪的类石墨烯结构对未来电子学也极其重要。该工作发表在Nano Letters 13,4671(2013),被Nature China和Nature Nanotechnology作为研究亮点进行报道。     

一种基于苯并噻二唑衍生物的F~-荧光探针分子的理论研究

用密度泛函理论研究了最近实验上合成的一种基于苯并噻二唑衍生物的F~-荧光探针(1)的性质.通过对相关化学反应热力学参数的计算,提出了1对F~-具有高选择性的可能原因;同时用含时密度泛函理论对电子吸收光谱和荧光发射光谱进行了理论计算,解释了实验光谱.