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#电子材料周报#量子计算机运行速度逆天
发布:lee_9124   时间:2015/12/16 23:51:27   阅读:889 
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电子材料一周纵览   
20151209-20151215
 
电子材料是指以电子为载体、用于制造各种电子元器件和半导体集成电路的材料,包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料以及其他相关材料。电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础。电子材料的质量决定了电子元器件和半导体集成电路的性能好坏,一代电子新材料的出现将促进新一代电子产品的诞生,电子材料的发展一直受到人们的关注和重视。为此,我们推出电子材料周报,为大家呈现电子材料领域最新的研究进展。
 
1、检测光电极的新探针

Scientists advance understanding of photoelectrodes
 
 
 
在p-GaInP2电极上的温度廓线记录光谱图
 
美国能源部的可再生能源实验室(NREL)研发出一种可帮助检测光电化学电池工作的新探针。
 
光电化学电池可将太阳能转化为便携式的化学燃料。这个光转化过程需要光激电子移动到半导体光电极的表面以激发化学反应。如电解水产生氢气。这种新研发的光谱探针则可帮助直接检测充电过程中,光电极内电场的形成及衰减过程。
 
GaInP2可作为高效光解水系统的一部分,NREL利用新探针揭示了TiO2/GaInP2界面在该光转化过程中所起的作用。同时,这种新的测量工具可帮助指导设计更有效更稳定的光电极。
 
相关研究成果已经发表在《Science》上。论文链接:
http://www.sciencemag.org/content/350/6264/1061 
 
2、利用无线电波蓄能的微芯片

Tiny chip that powers itself from radio waves
 
 
 
荷兰科学家研发出一种利用无线电波提供能量的微型传感器,能测量温度、光强、湿度、空气污染程度等的微型芯片将在新兴的物联网产业中发挥巨大的作用,为扩大其应用需解决的主要问题则是使这种芯片能实现自动蓄能,而不是依靠电池供能。
 
目前荷兰埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)的研究人员研发出能从无线路由器获取能量,以满足正常工作之需的微型传感器。
 
同时这种微型传感器的成本很低,未来将能实现大规模的应用。接下来研究人员会考虑扩大这种传感器的尺寸以及增加它的可探测量。
 
3、环保电池和太阳能电池一体化

Eco-friendly battery and solar cell all-in-one
 
 
 
三电极一体化电池的结构示意图
 
俄亥俄州立大学的研究人员用一种更加环保且兼容性更强的水基型电解液取代了原先的有机电解液,从而使电池更加高效。
 
这种新型电池,正极由辅助电极和光电极结合而成,再通过电解液与作为阴极的锂电极相接触,构成一种结合了燃料敏化太阳能电池和液流电池的新型三电极结构(如图)。充电时,能量以化学能的形式保存在液流电池中,并且若将电池暴露在阳光下,染料敏化太阳能电池产生的电能可以使充电过程在更低的电压下进行。传统的锂—碘电池充电时需要3.6伏的外加电压,而新设计的三电极结构只需要2.9伏,由此可节省大约20%的能耗。它有望解决新能源供能不连续的缺点,让电气设备能够更好地运行。
 
相关研究成果已经发表在《Journal of the American Chemical Society》上,论文链接:
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b03626
 
4、能检测塑料中毒素的传感器

Sensor detects toxins leaching from plastic
 
 
苹果汁中用于检测DEHP的传感器
 
来自梅西大学工程与先进技术系的研究人员发明了一种基于分子印迹聚合物包层传感器和电化学阻抗谱技术的化合物检测技术,能够快速检测食品或饮料中的DEHP(邻苯二甲酸二异辛酯)含量。
 
研究人员在一个2.5mm×2.5mm尺寸的传感器上覆盖了一层分子印迹聚合物来选择性地粘附化合物分子。在对传感器进行冲洗后,再利用电化学阻抗谱法确定所测化合物的浓度。现行的检测技术需将样品带回实验室,结合火焰离子化检测、质谱分析和高效液相色谱法进行检测,耗时长达一周。而研究人员新开发的这种技术可将检测时长缩短到几分钟。因此,其应用前景十分广泛,比如可以将这样的传感器兼容于智能住宅的探测设备中,为人们的生活提供便利。
 
相关成果已经发表在《Biosensor and Bioelectronics》上,论文链接:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566314006460
 
5、量子计算机运行速度逆天

Experts doubt Google’s claim about its quantum computer’s speed
 
 
 
D-波的量子计算机在解决某些问题方面比普通电脑快100万倍
 
D-Wave 2X是由谷歌、美国国家航空航天局和美国大学太空研究协会联合创建的量子人工智能实验室装备的一台量子计算机,运行速度是传统计算机的1亿倍。
 
谷歌工程技术主管Hartmut Neven表示,“我们将D-Wave 2X与Quantum Monte Carlo算法进行了比较,有时前者运行速度是后者的1亿倍。Quantum Monte Carlo能模拟量子计算机的运行,但它本身在传统芯片上运行。”谷歌有自己的量子计算硬件实验室,不过其量子计算硬件项目尚处于早期阶段。负责人表示首先想让它能正常运行,而不考虑其成本、大小或其他因素。
 
量子计算机的商业应用可能不会一蹴而就,但它最终能提高图像识别等一些任务的速度。量子计算机还能用于传统任务,例如数据清洗。
 
6、研究人员证明超导材料中电荷密度波的存在

Researchers show presence of charge-density waves in superconductive material
 
 
 
麻省理工学院物理学研究生Fahad Mahmood和他的同事借助超快激光技术证明在薄膜超导材料LSCO铜氧化物中存在电子形式的电荷密度波。
 
“电子在某个极短的时间内都在电荷密度波状态,而在另一时间尺度,他们将在超导状态。”这一状态对超导现象造成了干扰,还在进一步观测中。电荷密度波分布如正弦图案,就像水波纹,而不是共同均匀密度,平衡探测器无法检测到它,但是使用超快光谱,对于时间已到约2皮秒的极短周期,可通过其幅度和相位测量电荷密度波。
 
相关成果已经发表在《Nature Materials》上,论文链接:
http://www.nature.com/nmat/journal/v12/n5/full/nmat3571.html 
 

来源:材料人网
 
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