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#电子材料#物理学家在量子电子学领域迈出重要一步
发布:lee_9124   时间:2015/12/23 10:25:44   阅读:825 
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  电子材料一周纵览   
20151216-20151222
 
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、物理学家在量子电子学领域迈出重要一步 

A step towards quantum electronics
 
 


两个冷电子云之间的量子点接触渲染图
 
近日,瑞士日内瓦大学和瑞士联邦理工学院的物理学家通过量子收缩把两种不同量子力学性能的材料连接了起来,这将有助于人们更深入地了解物理学和未来的电子设备。
 
研究人员使用的是被困在激光束中的原子,从而保证这些原子不受外部干扰。此外,激光还被用来把原子冷却至极低的温度。该研究团队已经克服了在两个量子超导体中有效传输超冷原子的挑战。两个量子超导体通过单一量子点产生很强的相互作用,这就是所谓的量子点接触。利用这个新的量子连接,我们能够揭示超导量子系统中的新效应。这是利用冷原子研究量子物理的一个根本性突破。
 
相关研究结果已经发表在《Science》上。论文地址:
http://www.sciencemag.org/content/350/6267/1498
 
2、柔性线状微型超级电容器诞生

Researchers have developed flexible wire-shaped microsupercapacitors
 
 
 
最近,美国凯斯西储大学的研究人员开发出了柔性线状微型超级电容器,可以编织进外套、衬衫或者裙子等。通过他们的设计或者电容器串联,可穿戴电子设备可以有效地存储电荷。
 
超级电容器制作过程如图所示,先用电化学阳极氧化改性钛纳米管,再用聚乙烯醇和磷酸制成的固体电解质包覆改性后的钛纳米管,最后在外面包裹纱线或者由定向碳纳米管制成的薄片,其作为第二电极。作为半导体的氧化钛纳米管把电极的两个活泼部分隔开,防止电路短路。
 
这个微型超级电容器可以作为可穿戴电子设备的便携式电源,还可以应用在自供电生物传感器或者其他生物设备上。
 
相关研究结果已经发表在《Energy Storage Materials》上。论文地址:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829715300489
 
3、微型pH传感器助力攻克癌症

Tiny sensor may have big impact in tackling cancer
 
 
 
近日,来自多伦多大学的研究人员研制出一种能精确测量体内pH水平的传感器,这将有效帮助我们了解及治疗一系列疾病甚至是癌症。
 
体内pH水平不平衡将导致一系列的代谢混乱,引发囊胞性纤维症和局部缺血甚至是癌症。因此实时监测生物体内pH水平是必要的,并且要求传感器既能深入血管探测又不引起免疫反应,同时还要在不同环境下有效保持其精确性。多伦多大学研究人员新开发的pH传感器利用核磁共振技术,在不引起体内免疫反应的同时检测血管内质子活动。这种探针可减缓质子运动速度(运动速度过快将使测量困难),从而实现在不同环境下的精确测量。这种传感器将在医学及其他领域得到广泛的应用。
 
相关研究结果已经发表在《Chemical Science》上。论文地址:
http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/SC/C5SC02145F
 
4、神通广大的透明金属膜

Transparent metal films for smart phone, tablet and TV displays
 


 
钒酸锶和钒酸钙的晶体结构
 
最近,来自宾夕法尼亚州立大学的材料科学家发现了一种新的具有高度透明性和高导电性的材料,其厚度仅为10纳米。
 
在大部分传统金属如铜、金、铝或银中,电子的流动形式与气体类似,而在钒酸锶或钒酸钙中,电子可以像液体一样流动。研究人员称,这种形式的电子流动可以同时带来优良的光学透明度和导电性。这种新材料用来可以制作大屏幕显示屏、智能窗口、触摸屏或太阳能电池,并且成本较低。
 
相关研究结果已经发表在《Nature Materials》上。论文地址:
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4493.html
 
5、新发现:微观磁结构缓慢变化的物理机理

Physics for the mechanism of slow change in microscopic magnetic structures revealed
 
 

磁畴壁蠕变示意图
 
“蠕变”是一种微观磁结构在外部驱动力下产生缓慢变化的现象。日本东北大学的研究人员搭建了一种由铁磁金属CoFeB线材构成的装置,探究了磁场与电流如何影响微观磁结构的变化。
 
在恒定温度但磁场强度和电流大小不同的条件下,研究人员分析了装置中磁畴壁蠕变速度,并得出了普适性的标度指数。他们发现,标度指数并不取决于材料本身的特性。除此之外,他们还发现了金属材料中由电流驱动和由磁场驱动的,分属不同普适类别的磁畴壁蔓延现象。在当今对于高性能磁存储设备有着强烈需求的背景下,这项研究所阐明的理论有助于促进人们对微观磁结构变化的理解并使相关产业的实际应用受益。
 
相关研究成果已经发表在《Nature Physics》上。论文地址:
http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3593.html
 
6、石墨烯的兄弟——硼墨烯出生啦!

Borophene: Scientists create atomically thin boron
 


 
扭曲的B7簇示意图
 
近日,一个由美国能源部阿贡国家实验室、西北大学和石溪大学的研究人员组成的研究团队制备出了被称为硼墨烯的二维片状硼。
 
硼墨烯最大的特点在于其上的硼原子通过原子间的相互约束作用上下排列,形成了一种类似于瓦楞纸板的波浪结构,这种结构使得硼墨烯具有二维材料中少有的各向异性。研究人员通过电脑模拟的方式分析了硼墨烯的褶皱结构,并据此利用电子束蒸发沉积法在硅基底上成功生长了二维硼墨烯。因为硼墨烯集中了原子级的纤薄尺寸和具有金属性这两个特点,所以从电子产品到光伏发电领域都可能有它的用武之地。
 
相关成果已经发表在《Science》上。论文地址:
http://www.sciencemag.org/content/350/6267/1513.full
 

来源:材料人网
 
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