领跑在“量子高速路”上的中国战车

<正>我国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应,引起国际物理学界巨大反响,人们在赞叹我国科学家为之付出的艰辛努力的同时,不免对实现量子反常霍尔效应起到关键作用的拓扑绝缘体产生了浓厚兴趣,那么拓扑绝缘体究竟是什么东西,它为何有如此神通广大的能耐?寻找"马约拉纳费米子"     

拓扑绝缘体与量子反常霍尔效应

量子霍尔效应是一种可以在宏观尺度出现的量子现象,由二维电子系统在强磁场下所具有的独特拓扑性质所引起.长期以来人们一直希望能够实现不需外磁场的量子霍尔效应,以便将其应用于低能耗电学器件.磁性拓扑绝缘体薄膜可能具有的量子化的反常霍尔效应即是一种可以在零磁场下出现的量子霍尔效应.本文介绍了拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应的概念发展及量子反常霍尔效应如何在磁性掺杂拓扑绝缘体中实验实现,并探讨了量子反常霍尔效应在低能耗器件方面的应用前景.     

常温下n-Ge中的反常电导效应及其与反常霍耳、反常磁致电阻效应的关系

半导体反常电磁特性的研究,已有30多年的历史。但由于对其机理的探讨,目前分岐很大,所以至今这方面的实验研究和理论研究都还正在发展中。 目前,已发现的半导体反常电磁特性,均出现在低温和超低温区。因此,相应的许多理论也都以低温和超低温为前提条件。     

n-Ge在室温以上的反常磁致电阻效应

反常磁致电阻效应的研究,虽然已取得了不少成果。可是由于对它的理论解释,目前还存在很大的分岐,所以至今这方面的实验研究和理论研究还都正在进行之中。 到目前为止,已发现的反常磁致电阻效应,均出现在低温或超低温区,其表现主要为以下     

硅纳米线的反常Raman 光谱现象

对一维硅纳米线测量了用不同波长激光激发遥Ｒａｍａｎ光谱，发现了Ｒａｍａｎ光谱特征随入射光波长改变的“反常”现象，基于量子限制效应通过分析样品的晶体和Ｒａｍａｎ光谱的变化特征认为这一“反常”现象是Ｒａｍａｎ光谱共振选择效应的反映。     

量子反常霍尔效应研究进展

量子反常霍尔效应是一种不需要外加磁场的量子霍尔效应.它不但为手征量子霍尔态的理解和应用提供了一个理想的研究平台,还可以用于构建多种新奇拓扑量子物态.本文回顾了近年来量子反常霍尔效应实验方面的研究进展,包括对磁性掺杂拓扑绝缘体中量子反常霍尔效应相关机理的深入研究、基于量子反常霍尔绝缘体的各种异质结构的制备及性质研究,以及可能具有更高工作温度的量子反常霍尔效应材料体系的探索等.这些研究进展对量子反常霍尔效应的未来发展方向和凝聚态物理的发展具有重要的启示作用.     

触及诺贝尔奖

<正>在令人着迷且肉眼看不到的量子世界,粒子有自己独特的一套"生活方式",它们的行为难以用经典力学去解释,量子力学应运而生。从20世纪80年代开始,有关量子霍尔效应的研究已先后两次斩获诺贝尔奖,可这一家族中的"量子反常霍尔效应"却一直与全世界物理学家捉着迷藏,不肯露出庐山真面目。今年3月,这一世界性的难题终于在我国科学家的手中攻克,证实了人们期待已久的"量子反常霍尔效应"的存在。这是量子霍尔家族的最后一位成员,它和此前发现的量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应组成了量子霍     

化学性质的相对论效应

虽然在解释含有重元素的一些分子的磁性质中已经承认了自旋-轨道效应,但要确定相对论性各项对键能、电离势以及各种化学性质所起的作用,尚需作更精细完善的计算。现在已经作了一些原子和几种分子的相对论性量子力学计算,而且人们可以指出:重元素的许多反常偏离周期表趋势的现象可以归因于相对论效应。     

视错觉中的“反常性误用效应”研究

实验测量Hering错觉图形中间两条平行线上某些点的显现深度和两平行线在相应点的视觉距离,发现显现深度越大处两平行线的视觉距离越小;而且,相对显现深度与两平行线之间距离的视错觉相对误差成反比.这恰好与常性误用说的推断相反.作者给出了可能的解释并认为存在“反常性误用效应”.常性误用效应和“反常性误用效应”得到的显现深度与错觉变形的关系相反,但两种错觉转化时,视知觉保持守恒.     

TiAl基金属间化合物的塑性变形行为

Kawabta等首次发现,Ti_(43)Al_(57)单晶化合物的强度,在某一温度以下表现出随温度上升而提高的反常效应(以下称为R效应)。而Lipisitt和Huang的研究工作指出,多晶TiAl(46—60at％Al)化合物,屈服强度随温度的升高而降低,与Kawabata的单晶实验结果     

NiTi多晶样品中弹性软化现象的研究

NiTi合金具有形状记忆效应,这一效应是与在～0℃以上发生的由B_2相(b.c.c.)→M相(b.c.t.)的马氏体相变有关的.在M_s点以上,曾发现电阻、X射线和电子衍射及内耗的反常,对这些被称为予马氏体效应的反常现象曾有多种解释,其中之一是Clapp的软模理论.他认为马氏体相变是由母相点阵中一些特殊区域(如缺陷)被应变导致的弹性不稳定性     

(Ba, Pb)TiO3半导体陶瓷的特殊敏感性及其机理

研究了具有多孔网状结构(Ba,Pb)TiO₃半导体陶瓷的电阻温度特性, 发现在空气中长时间放置的(Ba, Pb)TiO₃陶瓷在居里点以前有一段电阻值随温度升高而增大的反常阻温特性. 进一步的研究结果表明(Ba, Pb)TiO₃陶瓷反常的阻温特性与其湿敏性相关, 在11%~93%相对湿度范围内, 电阻值变化3个数量级, 而且在单对数坐标中其湿阻特性曲线接近线性. 结合表面吸附、晶界势垒、铁电-顺电相变, 综合分析了(Ba, Pb)TiO₃陶瓷的特殊敏感性机理, 并给出定性解释.     

中国科学家发现量子反常霍尔效应

正[本刊讯]由薛其坤院士领衔的清华大学物理系和中国科学院物理研究所的科研人员组成联合攻关团队,最近成功实现了量子反常霍尔效应,研究成果发表在Science,2013,340(6129)上。霍尔效应是由美国物理学家霍尔(A.H.Hall)于1879年在研究金属的导电机制时发现的一种电磁效应:即     

黑电气石中的电子非局域化和次近邻效应

热激活电子非局域化和次近邻效应是矿物化学中最令人感兴趣和最活跃的领域。具有电子非局域化的矿物经常表现出反常的光学和其它物理性质。它们的穆斯堡尔谱常常显示出一些在Fe~(2+)或Fe~(3+)独立存在时所不能发现的新的特征。已经在赤铁矿-钛铁矿固溶体、黑柱石、迪尔石和Fe-Ti石榴石的穆斯堡尔谱中观测到这种现象。矿物中次近邻效应是     

纳米γ-Fe2O3的介电特性

通过对纳米γ－Ｆｅ２Ｏ３固体的介电常数和介电损耗进行测量,发现它具有与传统电介质明显不同的反常介电特性。理论分析和拟合结果表明,纳米γ－Ｆｅ２Ｏ３固体中存在两种弛豫时间不同的极化机制,分别由界面中的缺陷和悬键引起;其介电损耗在真空中以电导损耗为主,在空气中极化损耗为主。     

n-Ge中的反常霍耳效应

反常霍耳效应的研究,虽然已经取得了不少成果,可是由于对它的理论解释目前还存在很大的分歧,所以至今这方面的实验研究和理论研究还都正在进行之中。 到目前为止,在各种半导体样品中,已被发现的全部反常霍耳效应,均出现在低温或超低     

含微量过渡元素的铁基纳米晶合金性能的研究

近年来,具有纳米级晶粒尺寸的多晶材料的研究引起了人们极大的兴趣。很重要的原因是晶界已成为该材料中一项不可乎略的组元。这些材料中大量晶界的存在导致许多与微结构特性有关的性能发生变化,如反常Hall-Petch关系的发现。Lu等提出了利用非晶晶化法制备大块纳米晶合金,即通过控制热处理工艺使非晶条带、丝或粉晶化成具有一定晶粒尺寸的纳米晶材料,为直接生产大块纳米晶合金提供了可能性。本文利用该方法成功地制备了晶粒尺寸在15-250nm范围内的Fe-TM-Si-B(TM-Cu,Mo)多晶合金,并研究了显微硬度     

锐·聚焦

<正>霍尔效应就像一个富矿,一代又一代科学家为之着迷,为之献身,他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。量子反常霍尔效应之所以如此重要,是因为这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊作用,无需高强磁场,就可以制备低能耗的高速电子器件,这意味着计算机未来可能发生革命性的更新换代……     

C_(60)固体结构的变温X射线衍射测量

C_(60)由于其奇特的结构和众多奇特的物理化学性质,吸引了人们的极大注意.在C_(60)固体的结构研究过程中,发现了250 K处的一阶相变和90K处的“玻璃态”转变,并对这两个温度处的结构变化作了比较多的研究.但对C_(60)固体在室温以上结构的研究却较少.我们先前的C_(60)单晶的电阻测量,发现了425K处的电阻反常,这说明在室温以上,随着温度的变化,C_(60)固体的结构也许会有所变化,对这些变化的了解,有助于对C_(60)固体结构的进一步了解.本文报道了C_(60)固体室温以上结构的变温X射线测量和C_(60)单晶的电阻测量,实验观测到了C_(60)固体结构变化在450K处的反常.     

高温超导体的电子配对机制

高温超导体中的电子配对机制是高温超导机理研究中一个重要的课题.经过近30年的研究,人们已经逐步取得了磁性关联是导致高温超导体电子d-波配对驱动力的共识.但是如何从这一共识出发理解高温超导体的复杂物理性质,尤其是与欠掺杂区域的赝能隙现象相关联的一系列反常物理性质,仍然是一个重大的挑战.解决这个问题的关键在于理解强关联效应导致的高温超导体电子的巡游-局域二元性.