超导“小时代”之三十六:压力山大更超导

在超导材料研究中,高压是非常重要的方法。在高压下,原材料之间互相接触紧密,化学反应速度要远远大于常压情况,极大地提高了材料制备的效率。常用的高压合成方法有很多,比如多面顶高温高压合成和高压反应釜合成等。前者比较复杂,外层是个球壳,传压介质包裹着里面的八面球压砧,然后顶上六面顶压砧,再压上一个四面体的传压介质,最里面才是样品材料(图2)。如此设计的层层压力传递,最终就能在比较狭小的空间里实现几十万个大气压(~20 GPa)。高压反应釜则比较适合液相合成,将原料放在液体中并将其高压密封,温度升高后压力会更高,有利于某些样品的生长(图2)。借助高温高压,能实现不少常压下得不到的材料。对于某些特殊材料,如一些笼状化合物,在常压下难以稳定存在或合成。包裹着甲烷等的笼状水合物,又称之为“可燃冰”,就是海洋深处高压下形成的。一些高压下合成的笼状结构超导材料,如Ba8Si46材料,临界温度约为8 K(图3)。许多硼化物等硬度很高的材料,也需要借助高压合成来完成。     

利用比热手段证明氧化物超导体正常态有电子库珀对存在

文章简单介绍了氧化物超导体机理问题研究中最核心的问题之一,即超导与赝能隙关系的最新进展状态.介绍了利用高精度比热测量所发现的在欠掺杂样品的正常态有电子配对存在的证据,指出超导凝聚过程是非BCS型.比热数据显示,在重过掺区域,超导转变温度附近的比热跳变非常之陡,超导凝聚所造成的熵变满足守恒规律.然后到欠掺杂区,这个比热跳变变得很矮,而且在正常态仍然测量到一个与磁场相关的比热部分,表现在比热系数有一个很长的尾巴拖到高温区.计算到Tc 附近的超导熵不满足守恒律,但是积分到高温后,即考虑到尾巴部分后,熵就接近守恒.这说明,在欠掺杂超导体的正常态已经有电子配对,但是没有建立起宏观超导相干态.氧化物超导体中的超导凝聚过程不是BCS型的．     

凝聚态物理：寻找自然美学中的真谛

彼得·希格斯(Peter 如果你在校园里遇到一群学物理的研究生,问他们所学专业是什么？其中十有八九你会得到同一个答案—— 凝聚态物理学。是的,凝聚态物理学作为现代物理研究中最大的分支,据保守估计,世界上有八成以上的物理学家都来自此研究领域,作为科学家们助手的研究生,也一样有如此庞大的队伍。 究竟什么是凝聚态？我们熟知传统物理将物体分为三态：气态、液态和固态。其中气态中分子间距比较大(约为分子直径的10到100倍),以致于它们之间的电磁相互作用力非常微弱,比如理想气体中分子间就不存在相互作用。然而液态和固态就不同了,它们的分子间距很小,有的甚至是紧密排列在一起的,这导致分子/原子之间是紧紧抱团在一起,把它们分开需要付出一定的能量——这就是凝聚的力量！实际上凝聚态不仅仅包括液态和固态,也包括介于两者之间的状态,如液晶、玻璃、溶胶等状态,对于分子间距较小的稠密气体也属于凝聚态的范畴。毫无疑问,人类生活世界里绝大部分物质都属于凝聚态。如果说物理研究的是“万物之理”,那么凝聚态的研究对象就是“九千物之理”了。研究对象如此包罗万象,研究的科学问题也意味着纷繁复杂,研究队伍也就随之庞大起来。因此,做物理研究的绝大部分都是做凝聚态物理的,这话一点儿也不假。     

Searching for sub-MeV boosted dark matter from xenon electron direct detection

Direct detection experiments tend to lose sensitivity in searches for sub-MeV light dark matter candidates due to the threshold of recoil energy.However,such light dark matter particles could be accelerated by energetic cosmic rays,such that they could be detected with existing detectors.We derive constraints on the scattering of a boosted light dark matter particle and electron from the XENON100/1T experiment.We illustrate that the energy dependence of the cross section plays a crucial role in improving both the detection sensitivity and also the complementarity of direct detection and other experiments.     

冻融循环下导电混凝土压阻效应的稳定性研究

以碳纤维、石墨为导电相材料, 掺入粉煤灰和硅灰制备导电混凝土, 研究了粉煤灰、硅灰的掺量对导电混凝土抗冻融性能的影响, 定义了压阻效应稳定性的指标, 探究了压阻效应稳定性随冻融循环的变化规律, 建立了导电混凝土在冻融循环下的电阻率演化模型和压阻效应稳定性模型. 研究结果表明: 在导电混凝土中加入粉煤灰、硅灰可有效提高其抗冻融能力; 当粉煤灰、硅灰总掺量相同时, 较高掺量的粉煤灰可以提升导电混凝土压阻效应的稳定性.     

复杂样品痕量极性小分子化合物的样品前处理及分析方法研究进展

核苷、胺、氨基酸等极性小分子化合物是生物、食品、环境等领域重要的研究对象,但各种复杂基体中痕量极性小分子的分离分析需要高效的前处理介质和技术以及快速灵敏的分析方法。本文综述了硅胶材料、有机聚合物、炭材料和硼酸材料等样品前处理分离介质及反相液相色谱、亲水作用色谱等分析方法在复杂样品痕量极性小分子化合物分析中的应用,并展望了其发展趋势。     

Effect of residual stress on nematic domains in BaFe_(2-x)Ni_xAs_2 studied by angular magnetoresistance

We have studied the angular magnetoresistance of iron pnictides BaFe_(2-x)Ni_xAs_2, which shows clear 180 degree periodicity as fitted by a cosine function. In the x = 0.065 sample, the phase of the two-fold symmetry changes 90 degrees above the tetragonal-to-orthorhombic structural transition temperature Ts. Since the phase at low temperature is associated with the rotation of orthorhombic domains by magnetic field, we show that even vacuum grease can push the presence of orthorhombic domains at temperatures much higher than Ts. Our results suggest that residual stress may have significant effects in studying the nematic orders and its fluctuations in iron pnictides.     

车载360°态势感知系统研究

为了适应复杂的战场空间,提高装甲车辆近距离防护能力和战场生存能力,提出一种车载360°态势感知系统。给出了系统的构成框架,并从总体设计、高吞吐嵌入式图像处理平台架构、实时全景拼接以及目标识别和威胁判断等关键技术进行了分析,提出了解决方法。设计的系统实现了多路高清图像拼接,延时优于190 ms,对于车辆的探测距离达到1 km,具有人员和车辆目标的检测和威胁提示能力,可显著提高装甲车辆近距离态势感知能力。