一句话新闻

日本东芝公司的科学家们第一次成功地制成了能发射单个光子的发光二极管 ,这是一个电驱动的单光子光源 .他们将砷化铟量子点嵌入砷化镓基底上 .量子点可以从电流脉冲中获得若干电子与空穴 ,当单个电子与空穴复合时可产生一个单光子 ,如果在同一时刻能发射多个光子的话 ,多余的光子就能在不被探测到的情况下被吸出 ,这时在量子保密通信时就可能被偷听者截取信息 .因此单光子发光管在量子密码通信中具有极其重要的作用 .最近德国Ｋｏｎｓｔａｎｚ和Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆ大学的Ｈ .Ｍｕｅｌｌｅｒ教授及其同事们对 19世纪迈克耳孙 -莫雷的实验…     

利用气球实验直接证实正电子的存在

三位美国科学家在纽约宣布,用本身带有磁场的气球巳首次成功地直接证实了来自宇宙的正电子的存在。正电子带有与电子相反的正电荷。虽然人们早就知道,正电子是经常降落到地球上的宇宙线辐射的一部分,但由于没有掌握把正电子和电子分离的方法,所以直到现在还没有直接在宇宙线中发现过正电子。一些科学家在地球磁场最弱的地方上空,升起装载带有磁场的核粒子探测装置的气球解决了这个问题。观察这个粒子探测装置里的原子裂片的照片,从电子在磁场内的弯曲方向可     

热门的纳米管（Nanotubes are Hot）

纳米管现在非常热门 ,因为它有可能成为一种纤维状的微型新光源 .实际上 ,相当于纳米尺度的碳纤维光源早在 10 0年前就已有过 ,但近年来位于法国里昂的ＣｌａｕｄｅＢｅｒｎａｄｅ大学有一群科学家 ,他们以Ｓ .Ｐｕｒｃｅｌｌ教授为首一直在研究碳纳米管 .当电压较高时 ,管内的电子将快速地由阴极飞向阳极 ,形成场致发射 .这种效应的纳米管将来可以成为平板型展板的部件 .最近这个研究组在对纳米管的端点作温度调控时观测到了一系列有趣和很有用的特性 .首先他们改变纳米管一端的温度 ,这时纳米纤维管就能发射出电子、光或热 .与此同时 ,他…     

涡旋中的涡旋

二维涡旋是一种常见的现象 ,例如在海面上 ,在盆中搅动着的水面上或大气中都可观察到转动着的涡旋 .最近 ,美国科学家在数值计算中发现 ,在二维转动着的盘形涡旋中 ,如有一个快速旋转且其旋转方向与盘形涡旋转动方向相同的小的点涡旋时 ,就会出现一种在自然界尚未认识到的新的二维涡旋现象 .最近对这种二维涡旋的动力学行为进行了实验研究 .他们用了一个由磁场约束住的电子柱 .这个电子柱在电磁力Ｅ×Ｂ的作用下进行转动 ,其转动着的端面等效于一个二维转动的盘形涡旋 .他们观察到 ,在这个盘形涡旋中的一个旋转着的小的点涡旋 ,能使盘形涡旋…     

固态的阴极射线管

一般在电视与计算机监视器中使用阴极射线管都有较大的体积 ,其中安装着电子枪 ,从热阴极发射出的电子通过电子枪将电子送到荧光屏 .现在日本东京大学农业与技术研究所的ＮｏｂｕｙｏｓｈｉＫｏｓｈｉｄａ博士研制了一种新的固态阴极射线管 ,它是让电子通过一个纳米晶体的多孔栅直射到屏幕 ,由于电子的运动方向是垂直于装置的表面 ,所以它们将在荧光屏上生成一个线性点阵 ,并形成一个真正的平面发光源 .因此ＮｏｂｕｙｏｓｈｉＫｏｓｈｉｄａ博士认为他的这个发明与其他平面发光显示板相比 ,具有下列的一些优点 :(1)消耗能量少 ;(2 )可在不…     

完全由电子关联驱动的Mott型金属-绝缘体相变研究

Mott金属-绝缘体相变(MIT)是凝聚态物理中的一个非常基本的概念.长期以来,Mott型MIT的概念被广泛应用于凝聚态物理的许多领域,特别是用于描述强关联系统的电子结构特征.然而到目前为止,完全由电子关联驱动的MIT并没有被观察到.因此,是否存在着完全由于电子之间的强关联效应导致的Mott型MIT一直是科学家们感兴趣的重要问题.近日,中国科学院物理研究所方忠研究员组、郭建东研究员组和美国Florida International大学的Jiandi Zhang教授研究组及美国Tennessee大学及橡树岭国家实验室的E.W.Plummer教授研究组、Rong Ying Jin教授研究组合作,通过实验与理论相结合的研究,在Ca1.9Sr0.1RuO4表面首次实现了纯电子驱动的Mott型MIT,发生电子结构相变时并没有相应的结构畸变出现.该研究成果对于人们认识电子-电子关联效应引起的Mott转变具有非常重要的意义.     

完全由电子关联驱动的Mott型金属--绝缘体相变研究

Mott金属－绝缘体相变（MIT）是凝聚态物理中的一个非常基本的概念.长期以来,Mott型MIT的概念被广泛应用于凝聚态物理的许多领域,特别是用于描述强关联系统的电子结构特征.然而到目前为止,完全由电子关联驱动的MIT并没有被观察到.因此,是否存在着完全由于电子之间的强关联效应导致的Mott型MIT一直是科学家们感兴趣的重要问题.近日,中国科学院物理研究所方忠研究员组、郭建东研究员组和美国Florida International大学的Jiandi Zhang教授研究组及美国Tennessee大学及橡树岭国家实验室的E. W. Plummer教授研究组、Rong Ying Jin教授研究组合作,通过实验与理论相结合的研究,在Ca1.9Sr0.1RuO4表面首次实现了纯电子驱动的Mott型MIT,发生电子结构相变时并没有相应的结构畸变出现.该研究成果对于人们认识电子-电子关联效应引起的Mott转变具有非常重要的意义.     

赝形InGaAs/InAlAs渐变异质结中的 零磁场自旋分裂

在赝形渐变ＩｎＧａＡｓ／Ｉｎ０．５２Ａｌ０．４８Ａｓ异质结的二维电子气中,发现了自旋方向向上的电子和自旋向下的电子在零磁场下存在着自旋分裂．利用ＳｈｕｂｎｉｋｏｖｄｅＨａａｓ振荡研究了异质结中的自旋分裂行为,通过振荡中的拍频现象,发现了零磁场下的自旋分裂量为８７６ｍｅＶ．     

量子临界性简介

一般认为：在绝对零度时，电子将静止下来，不再移动．但当德国物理学家斯特格利希（Frank Steglich）等人将由镱、铑和硅组成的晶体在强磁场下向绝对零度冷却时发现它仍能导电．有科学家认为可能这时电子分裂了，故电流仍在流动．表现有此种费解行为的上述晶体并非首例，25年前，科学家们就意外地发现了似乎是存在着很重的电子的物质：行为异常的“高温”超导体——在温度高达138开时显示电阻为零有电流流淌的铜、氧和其他元素组成的复杂物质．近年来，物理学家们每隔几个星期就能发现一则这种奇异新物质的配方．现在，科学家们正在认真思考这种神秘现象产生的机制．     

断裂与力致发光

压电晶体的结构通常缺乏对称性，它们在受压时，其中的正负电荷将会分离．当压力足够大时，晶体将会断裂，这时正负电荷会通过断裂裂口在空气中重新复合并产生出微弱的电火花．最近美国Illinois大学的K．Susliek教授和他的同事N．Ed-dingaas教授共同研究了这个问题，他们发现可以将这个过程增强和放大．他们把晶体的灰浆沉浸在充满氮气的石腊中，然后对其进行超声波照射．在这个过程中，由于成百万的微型气泡能连续不断地形成并发生内爆，从而形成了一种“声空穴化（acoustic cavitation）”现象，由它所产生出的冲击波趋动着单个晶体逐渐地相聚，这有点类似于用重锤击打晶体并对它们进行轰击一样．     

外磁场与温度对低温超导光子晶体低频禁带特性的影响

文中用传输矩阵法(TMM)分析了TM波垂直入时,超导光子晶体的低频禁带特性,并讨论了外磁场与温度对禁带的影响.分析结果表明:超导光子晶体存在频率从0开始的低频禁带;当没有外磁场作用时,由于超导中正常态电子的影响,低频禁带的截止频率与温度无关;有外磁场作用时,温度才对截止频率具有可调性.外加恒定磁场时,低频禁带的截止频率随温度升高而减小;而在正常态电子的作用下,温度对处在超导态超导光子晶体禁带截止频率的调节范围相对忽略正常态电子情况下减小.恒温下,通过调节外磁场来控制带隙时,正常态电子的贡献很小可忽略不计;外磁场强度增大禁带截止频率减小.当超导体完全处于正常态时,低频禁带消失.     

测定砖块的年代

长期以来 ,土木工程师和材料科学家们都知道 ,由粘土烧制成的砖块或陶瓷都会吸收大气中的水分而发生膨胀 .过去对这种受潮膨胀的研究都局限在短时间内 ,即它们刚出炉不久后的一段时间内的情况 .近来英国曼彻斯特大学与英国爱丁堡大学的科学家们却从实验的角度研究砖块在长时间内受潮后发生膨胀的行为及规律 ,这个时间间隔可以长达 190 0年以上 ,即追溯到罗马时代 .以A .Wilson教授为首的研究组认为 :在长时间的尺度下 ,砖块吸收水分后的膨胀与时间成幂函数关系 ,而不是短时间尺度内已知的对数膨胀规律 .确切地说 ,长时间尺度下受潮膨胀所遵…     

量子计算机硬件设计取得进展

具有自旋角动量的粒子的行为就像微小的磁棒 ,可在外磁场作用下取向 .传统的电子器件如晶体管只应用了电子的电荷进行工作 .物理学家们相信 ,开发粒子如电子和原子核的自旋 ,可发展出高效率的“自旋电子学系统” .目前 ,斯梅特 (Ｓｍｅｔ)和他的同事们已将这种器件的研究向前推进了一步 .他们发现在砷化镓半导体中 ,电子和原子核的自旋可由门电压予以控制 .这就与传统的晶体管中门电极控制半导体中电子的流动类似 .该研究组先以强磁场将所有电子的自旋取向后 ,再将整个装置降温到 2 0ｍＫ .通过调整磁场与门电压 ,斯梅特和他的同事们发现他…     

光子晶体及其应用

 过去的50年中,人们通过对半导体的深入研究及其广泛应用,极大地推动了电子工业和信息产业的发展。在电子信息领域,较小体积的电路和更高的信息交换速度是当今科学家不断追求的目标。我们知道线路越细,电阻就越大、能量散失就越多,而更高的速度则提高了信号同步的准确性要求。在电子线路已经发展到极限的今天,科学家们把注意力转向了光。这是因为光子有着电子所不具备的优势:速度快,彼此间不存在相互作用。如果能实现这一点,信息的传输速度将快得无法想象。我们虽然已经朝这个方向迈出了可喜的一步--光纤的使用,但是对于信息的输入和输出,光纤依靠的仍然是传统的电子器件,这大大限制了信息的传输效率。光子晶体可能将扭转这一局面。     

冶金学的进化

将量子理论与生物演化的数值计算相结合的新方法可用来研究新的合金材料 ,丹麦的一群科学家们正在利用这种新方法去发展和研究从电路配件到催化剂等一系列优良合金材料 .一般来说 ,用理论的方法来探寻各种合金材料是不太实用的 ,科学界通常都是用实验的方法来验证各类合金材料的特征 ,但科学家要想从上千万种合金中找出少量的优质合金是既要有耐心 ,又要有运气才行 .丹麦科技大学的Ｊ .Ｎｏｒｓｋｏｖ教授与他的同事们利用量子力学中的密度泛函理论 ,用材料内部电子密度间的互作用来推断材料特性的技巧不太费力地从 2 0万种化合物中确认了 2…     

能攀登的原子

利用分子束外延方法在晶体表面沉积原子时 ,当基底的温度很低时 ,在覆盖原子的表面上常会出现许多凹凸不平的小丘 ,而不是光滑的平面 .但对于较高温度的基底 ,在小丘顶部的原子就会通过扩散向下移动到晶体的表面 .按照传统的理论 ,向上扩散的原子是可以忽略不计的 .近来 ,意大利Genova大学、中国科学院、美国橡树岭国家实验室共同合作的研究组的科学家们 (F .BuatierdeMon geot和ZhangZhenyu等 )发现 ,沉积在晶体表面的原子可以自发地向上扩散 ,从而在晶面上形成一些高于晶面的小山丘 .在过去的实验中 ,也观察到过这类纳米量级小丘的出现…     

日本电子显微学专家植田夏教授来华讲学

日本京都大学化学研究所植四夏教授曾最先用高分统电子显微镜直接观察到有机晶体的分子象.1978年3月我国报纸曾就此作过报道,并刊登了他拍摄的有机染料氯代酞青铜分子象。1980年他应中国科学院邀请于10月11日至29日来华讲学访问. 植田县教授在中国科学院物理研究所以高分辨电子     

致冷富勒环

常用的“绝热退磁冷却”方法是将一个系统中的分子的电子自旋通过与外磁场的作用使系统达到降温的目的. 一般构成系统的电子自旋在外磁场的作用下可自动地发生规则排列,当绝热地减少磁场强度时,有一部分分子的热运动能量会传递给电子自旋,使它们趋于混乱,而分子的温度将会降低.在这种“绝热去磁”的作用下,氦-3分子系统的温度可达到10-6K.这个原理也能适用于核自旋,它能使铜原子系统的冷冻温度达到50 nK (即 10-5K,简称纳开).现在德国 Erlangen\|Nurnberg 大学的 Oliver Waldmann 教授第一次利用相反的原理,即增加磁场强度的方法将微小的…     

光子晶体增强石墨烯THz吸收

研究了光子晶体表面石墨烯在应力赝磁场作用下的太赫兹(THz)吸收.由于应力赝磁场的存在使得石墨烯中电子出现朗道能级并对THz波呈现出一个较强的吸收.而光子晶体和石墨烯形成了表面微腔结构使得石墨烯对THz波的吸收比无光子晶体时增强了将近四倍.且可以通过改变应力赝磁场和间隔层厚度来调控石墨烯的THz吸收.     

Spheromak的扭曲起源

Spheromak是一种自组织的环形等离子体形态 .它的表面形状类似于吐出的烟圈 ,它是载流等离子体处于不封闭的磁场内形成的一种形态 .关于它的形成机理是一个长期以来困惑着科学家们的课题 .最近美国加州理工学院的P .Bellan和S .C .Hsu教授在这方面取得了一些进展 .他们认为 ,在形成Spheromak的过程时涉及到某种直流发电过程 ,因此原始磁场的内部将重新调整和放大 ,为的是能得到一个稳定的低能态 (这种情况有点类似于在表面张力的作用下 ,肥皂泡经常呈现为球形 ,而不是立方体或其他形状 ) .但现在还不能明确地证明等离子体流是如何从一个…