利用磁双势垒隧道结测量电子自旋-翻转长度

中科院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室（筹）韩秀峰研究组与美国橡树岭国家实验室张晓光及北京工业大学张泽合作，发展出一种利用纳米尺度的自旋电子学器件有效观测长度达微米量级的自旋翻转的新方法。他们通过比较用同种材料和相同工艺制备出的高质量单势垒和双势垒隧道结的隧穿磁电阻来有效获取自旋翻转的信息，发现在4．2K温度下，位于双势垒隧道结两个双势垒层中间的厚度小于一个nm的超薄Cu层中，测出电子自旋翻转的长度可达到1—2μm的量级，这个自旋翻转的长度比Cu层本身厚度大干倍以上，并且这个自旋翻转长度与声子对电子的散射相关。     

研究简讯

利用多量子相干实现无消相干子空间量子消相干效应是量子信息处理中的重要问题,也是实现量子计算的主要障碍之一,而无消相干子空间(DFS)是一种克服或减小消相干效应的有效方法。中科院武汉物理与数学所波谱与原子分子物理国家重点实验室魏达秀等在973计划项目“量子通信与量子信息技术”的支持下,提出了用二维核磁共振(NMR)技术和多量子相干实现无消相干子空间的新理论,创造性使用甲基的对称性产生无消相干的Li ouville空间中的自旋态,给出了一种区分磁等价的核自旋和建立无消相干子空间(DFS)的新方法,并在实验上验证了该DFS的避错能…     

香山科学会议第226-229次学术讨论会简述

20 0 4年 5— 6月 ,香山科学会议召开了第 2 2 6—2 2 9次学术讨论会 ,与会专家就“分子和塑料电子学与光子学”、“系统、控制与复杂性科学”、“陆架边缘海生态系统与生物地球化学过程”和“富勒烯科学的发展与应用研究”等科学前沿问题进行了广泛的学术交流和深入的研讨。一、分子和塑料电子学与光子学　　分子和塑料电子学与光子学是当前多学科交叉的前沿领域 ,其研究目标是利用有机分子 /高分子等相关材料 ,研发具有极快响应速度、极大信息容量和极高转换效率的新型材料与器件 ,在信息科学与技术领域推动新的发展。　　香山科学会议于 …     

量子自旋阻挫体系与量子自旋液体

量子自旋液体是量子磁性系统中的新型物质形态,一般认为这种新物态源于阻挫相互作用。由于强烈的量子涨落导致基态呈磁无序状态,其低能激发不是通常的自旋波,而是分数化的自旋子和演生的规范涨落。经过几十年的积累,量子自旋液体在分类理论、数值计算和材料合成、物性测量等方面取得了丰富的成果。在国内,实验方面在三角晶格上的自旋轨道耦合材料YbMgGaO_4、笼目晶格上的材料ZnCu_3(OH)_6FBr和ZnCu_3(OH)_6FCl、六角晶格上的Kitaev材料α-RuCl_3等阻挫系统的研究中取得突破性进展,部分达到国际领先水平;理论方面,在计算笼目格子海森堡模型的基态、刻画具有自旋轨道耦合的阻挫模型的相图、构造非对易自旋液体模型、建立自旋液体低能有效理论等方面也取得重要进展。由于强关联系统的复杂性,自旋液体领域仍然有很多重大问题尚未完全解决。另一方面,鉴于这一领域的重要性,我们需要集聚力量、协同合作,在材料、实验和理论上取得新的突破,推进相关领域的持续性发展。     

分子电子学的基础研究

围绕“分子电子学”这一核心,按计划开展了各项研究工作,在高性能分子体系的设计与合成、低维分子材料的制备、有机单晶微纳米器件、高性能分子材料器件和分子电路的基础问题等几个方面取得许多有创新意义的成果,圆满完成了各项研究任务。     

自旋流探测的实现途径

自旋电子学是当前凝聚态物理中新兴的研究领域，目的在于利用电子的自旋自由度实现新一代更高性能的电子元件和信息技术。在自旋电子学的研究领域中，有许多基础的物理问题，例如如何在材料中实现自旋注入、自旋控制和自旋检测。中科院物理所北京凝聚态物理国家实验室（筹）王永、夏钶与中科院理论物理所苏肇冰和北京大学马中水合作，从包含有Dirac场和Maxwell场的相对论拉氏密度出发，基于Noether定理，系统严格地研究了与自旋相关的非相对论近似下的守恒流，对上述问题做出了有益的探讨。     

关联电子材料的自旋态限域调控与自旋电子器件应用研究进展

关联电子材料具有丰富的自旋序,包括铁磁、反铁磁、亚铁磁、螺旋磁序等,这些自旋序与电子轨道态、电荷空间分布等其他量子态存在强烈耦合,因而可以通过外场来实现不同自旋序的时域和空域调控。相对于存在化学界面的传统异质结构,在关联电子材料中利用外场限域调控,可以实现无化学界面的不同自旋序结构的空间可控排列,从而构筑基于同一材料的新型自旋电子器件。本项目围绕关联电子体系多量子态的调控规律展开,通过自旋电子学与量子物理、表面物理以及电介质物理的交叉,探索具有多场(磁场、电场、光场、应变场)可控性的新型关联自旋电子材料,发展新型的多场调控技术,揭示自旋序与量子态耦合机理,设计新型自旋电子器件,进而实现在同一关联电子材料中集成非挥发性自旋存储与逻辑运算功能。     

利用纳米碳粉掺杂有效提高MgB2超导材料的的临界电流密度

自旋电子学的目标在于用电子的自旋代替传统的电荷作为信息的载体。自旋流在自旋电子学中是描述自旋输运的至关重要的概念。如何正确定义自旋流是一个有基本意义的理论问题。早期的理论研究一般将自旋流简单地定义为自旋算符与电子速度的乘积，类比于电流是电子电荷与电子速度的乘积。然而，这种定义忽略了自旋与电荷的根本不同：在一般系统中，自旋并不守恒。这个问题在最近的关于自旋霍耳效应的研究中变得特别突出：自旋霍耳效应所赖于产生的自旋-轨道耦合让电子自旋有内禀的量子演化，而传统定义的自旋流并不能与实验观测的自旋积聚直接关联。     

超大磁电阻亚锰酸盐金属-绝缘体一级相变的普适性

信息技术的不断发展,促使人们不断地去研究和探索更高密度的信息存储介质和更快速的读写材料。随着金属多层膜、磁性隧道结等人工微结构材料中巨磁电阻(GMR)和钙钛矿氧化物中超大磁电阻(CMR,或称庞磁电阻)的发现,以研究、利用和控制电子自旋极化输运特性为主要内容的自旋电子学     

烯烃复分解反应

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

组合化学

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

酶催化

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

超分子化学-分子自组装

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

燃料电池

19世纪,科学家更多地从原子层次上认识和研究化学。20世纪科学家则更多地从分子层次上认识和研究化学。进入21世纪,化学会在哪些方面取得重大突破?会遇到哪些挑战和难题?什么是未来化学的新生长点?化学在整个科学体系中占有什么地位?这些都是对化学有全局性、战略性指导意义的问题。中国科学院院士徐光宪先生曾说过这样一段耐人寻味的话,“我的专业是化学,我从学化学、教化学、到研究化学已有几十年了,可是现在我却有点搞不清楚化学的定义了。我深深感到科学的发展太快了,需要对本门科学重新认识、重新定位,这是我进入21世纪首先要关注的问题”。在新的世纪如何定位和审视化学,《世界科学前沿发展态势分析》课题组对此进行了探讨。课题组首先选定了化学领域具有代表性的20种期刊,对这些期刊1999—2003年出现的关键词进行了统计分析,确定出了化学领域这几年的热点词,并通过与有关专家进行研讨,进一步整合出了下面13个重要研究方向催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合、密度泛函理论、酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池。课题组针对这些研究方向,邀请国内专家学者就这些研究方向的发展趋势进行了分析,同时佐以文献计量学分析。通过定性与定量分析,课题组注意到,中国科学家对于化学领域的重要研究方向已经具备一定的鉴赏能力,但是在科学问题的选择上还普遍缺乏具有挑战性的切入点。在目前已经具有论文数量基础的一些重要研究方向上,中国科学家需要更密切关注国际同行的研究进展,高度重视科学问题的选择,同时也需要注意在第一时间发表原创性科研成果的问题。本刊上期已对催化不对称合成、单分子、多孔材料、分子器件、光子晶体、化学动力学、活性自由基聚合和密度泛函理论8个方向进行了介绍,本期将对酶催化、烯烃复分解反应、组合化学、超分子化学分子自组装、燃料电池等后5个方向进行介绍。     

美国《科学》杂志评选出--2001十大科学突破

纳米计算电路初展魔力对于美国《科学》杂志一年一度评选出的“十大科学突破”,有人将其称为“科学奥斯卡”奖。2001年度“科学奥斯卡”的最佳主角是纳米计算电路。在这个领域中,科学家们正在演绎着一个逼近神奇的微型计算机——“分子计算机”梦想的故事。当人类刚刚进入计算机时代,计算机不过是些重如大象、慢     

香山科学会议第552～561次学术谈论会简述

2015年12月21日~2016年5月18日,香山科学会议陆续召开了主题为"合成生物学发展战略""自旋波电子学物理、材料与器件""医学分子探针关键技术""深层地热能系统理论与系统工程的集成创新""光合作用、光能利用与生物质能源——前沿科技重要问题""生物大数据和精准医学时代的生物信息学核心问题与理论体系""聚集诱导发光""土木工程可持续发展面临的挑战和应对技术路径""丝绸之路经济带自然灾害与重大工程风险"和"空间辐射生物交叉学科研究"的第552~561次学术讨论会。     

香山科学会议第336—339次学术讨论会简述

2008年11月17日至12月24日,香山科学会议先后召开了主题为“山地科学体系与资源环境安全”、”纳米分子材料与器件”、“分子影像关键科学技术及其应用”和“发展CAE软件产业的战略对策”的第336—339次学术讨论会。     

“吃我,吃我!”细胞能发出死亡信号

日本综合细胞材料科学研究所(iCeMS)科学家揭示了清除体内有害细胞的分子机制.核蛋白片段被释放到细胞质中,激活质膜蛋白,在细胞表面显示出一种脂质,并向其他细胞发出信号,让它们摆脱这种脂质.研究结果日前发表在《分子细胞》上. “人体每天有100亿个细胞死亡,并被一种叫作吞噬细胞的血细胞吞噬.如果这种情况不发生,死亡细胞就会破裂,引发自身免疫反应.”领导这项研究的生物化学家Jun Suzuki解释说,“了解死亡细胞如何被清除是很重要的.”     

香山科学会议第578～585次学术谈论会简述

2016年11月15日~2016年12月15日,香山科学会议陆续召开了主题为“心理学与社会治理”“中药安全性研究基础与方法”“热电转换:分子材料的新机遇与挑战”“创新驱动新食品资源健康产业发展”“中国微生物组研究计划”“生命分析化学”“中子散射在材料科学与工程中的应用”“公共安全中的CBRNE先进防御技术”的第578~585次学术讨论会。     

自旋电子材料

固体中的电子既是电荷的载体，又是自旋的载体。现有的信息技术分别利用半导体的电子电荷特性制造微电子器件，进行信息处理和运处；利用铁磁材料的电子自旋来进行信息存储。