英属哥伦比亚大学最新研发出史无前例的超导石墨烯薄片；极限拉伸的金属导体惊艳现世，柔性电子元件不是梦；硅纳米颗粒成超快全光晶体管候选材料；碳纳米管开辟了通向量子信息技术的新道路；物理学家拍到磁性波为节能计算提供了保障；以及日本理化所提出一种可通过实验观察到电子自旋的模型系统。
 
1、英属哥伦比亚大学最新研发出史无前例的超导石墨烯薄片

UBC researchers create first superconducting graphene sheet
   
英属哥伦比亚大学的研制的这种用锂原子涂敷的超导石墨烯样品，大概是钢强度的200倍，世界范围内的科学家希望使用单层碳原子生产出更快的晶体管，半导体，传感器和透明电极。
 
在真空低压环境下，用单层锂原子修饰单层石墨烯，可以增大石墨烯的电声耦合常数到达其超导性能的稳定点。这是第一次成功实现石墨烯超导性能的实验，开辟了我们在石墨烯电子和纳米量子器件的新纪元。这种可以诱导单层石墨烯超导的能力表现了跨学科交流的重要作用。
 
2、柔性电子元件不是梦：极限拉伸的金属导体惊艳现世

Super-stretchable metallic conductors for flexible electronics
   
曾几何时，柔韧、能够弯折卷曲的电子器件仍然是一个科幻梦：能够在非弹性形变下继续导电的电路是一件很困难的事情。
 
但是现在，一种廉价金属导体可以拉伸到它长度的两倍。这种由华盛顿大学研制新材料，是将铟制成的金属薄膜和塑料层粘合在一起，用在电子器件中。实验中，研究人员曾尝试将此样品拉伸到其长度的两倍直到断裂。即便如此，也只是塑料断裂，而附随其上的金属薄膜毫发无损！与金和铜相比，铟相对便宜却拥有不可思议的拉伸性能。它有望应用于柔性电子元件、可弯曲电池、机器人皮肤等等领域。
 
该研究已发表于《Applied Physics Letters》，原论文：Super-stretchable metallic interconnects on polymer with a linear strain of up to 100%

3、硅纳米颗粒：超快全光晶体管的候选材料

Silicon nanoparticle is a new candidate for an ultrafast all-optical transistor
   
上图表示硅纳米颗粒之间的切换模式取决于入射激光脉冲的强度。
 
现代计算机的性能,使用电子信号载体,在很大程度上限制了所需的时间，所以就必须开发出新型电子信号载体，超速的创建和紧凑的全光学晶体管被认为是光学计算的发展方向。
 
俄罗斯ITMO大学研究者通过实验证明了基于单个硅纳米晶体管作为光学模拟设计的可行性。由于晶体管是计算电路中的最基本组件，而光学计算机中晶体管需要非常小且同时高效，此项研究则对该领域的发展起到了不小的推动作用。
 
该研究已发表于《Nano Letters》，原论文：Tuning of Magnetic Optical Response in a Dielectric Nanoparticle by Ultrafast Photoexcitation of Dense Electron–Hole Plasma
 
4、碳纳米管开辟了通向量子信息技术的新道路

Nanotubes open new path toward quantum information technologies
   
红色球体表示单氧原子掺杂，与HNT（灰色）管壁形成共价键，室温下受激光脉冲（绿色）时产生单光子（红色区域）。
 
Los Alamos研究人员开发了一种新方法可按需产生单个光子。该新研究证明了将纯净碳纳米管并入二氧化硅基底上，可引起单氧原子的掺杂，从而能够发射无波动的、波长在1100-13--纳米范围内的室温单光子。而以往单光子局限于低温下产生，且易波动、衰减。
 
氧掺杂碳纳米管可包覆于沉积于Si片上的SiO2层。该技术了在量子通讯、光电子学、等离子体、以及量子信息科学中发挥巨大应用价值。
 
该研究已发表于《Nature Technology》，原论文：Room-temperature single-photon generation from solitary dopants of carbon nanotubes
 
5、物理学家拍到磁性波为节能计算提供了保障

Physicists catch a magnetic wave that offers promise for more energy-efficient computing
   
来自纽约大学、斯坦福大学、SLAC国家加速实验室的科学家们拍摄到了理论上存在但之前一直未被探测到的磁波。已发表在近期的《物理评论快报》杂志上。该研究显示，小磁性波，即自旋波可叠加至更大的磁波，并随移动保持原形状。
 
研究中，科学家们采用斯坦福同步辐射光源中心的超快X射线显微镜，以类似人体成像的方式来拍摄材料中具体的磁性原子的行为，保证了非常高的空间分辨率和时间分辨率。
 
该项发现对于消费电子产品中更加高效节能的数据传输方式提供了潜在前景。
 
6、日本理化所提出一种可通过实验观察到电子自旋的模型系统

Spins on the edge
   
日本理化所提出一种可以通过实验观察到一系列电子自旋现象的模型系统，这种模型系统的提出使得向制造出实用性的自旋电子学设备的迈出重要的一步。
 
对一个薄膜状拓扑绝缘体的不同对电极之间的电压进行测量，我们能够得出电子是如何在磁场和电场中自旋的。如上图所示，白色粗箭头代表自旋分辨电流，黑色细箭头代表自旋发生极化，自旋加快与自旋减弱之间的不平衡表明沿着拓扑绝缘体的边缘有一个纯净的自旋电流。拓扑绝缘体材料材料内部是电绝缘的但是表面是高导电的，从而在表面的电子的旋转模式和流动能够相对轻松地操纵。
 
研究团队对在非常低的温度下接触一个强大的磁场的薄膜进行计算，发现电荷和旋转可以沿着拓扑绝缘体薄膜边缘流动。该小组还发现,电场会让其生成更多的旋转通道。并且量子霍尔效应在拓扑绝缘体薄膜已经被一个实验小组观察到。
 

来源: 材料人网