用原子层覆盖法制造材料

世界各国一百多个实验室的科学家们在争先恐后地利用一项可开创新技术领域的工艺,其制造材料的方法极其精细,可一层原子一层原子地制造新材料。这一无比精密的方法称为“分子束晶体附生法(Molecular beam epitaxy)”,大致类似于用原子或分子缓慢地喷涂。科学家们可以用仅有两个原子厚的一层材料涂覆晶体表面,然后再在它上面涂一层     

日本开发出“原子层成长观察显微镜”

日本电信电话(株)(NTT)开发出了分辨率极高的能够观察到化合物半导体的结晶表面的“成长过程”的电子显微镜——原子层成长观察显微镜.在世界上首次成功地利用此镜观察到了每一个原子层扩张形成薄膜的全过程。     

分子束外延硒化铁薄膜的超导电性

铁基超导体是继铜氧化合物高温超导体之后于2008年被发现的一类新型高温超导材料.在所有铁基超导体中,β-Fe Se因具有最简单的化学组分和结构而被认为是探索超导机制的理想体系.借助于半导体工业中成熟的分子束外延生长技术,研究者实现了对Fe Se超导薄膜生长、形貌和组分在原子水平上的精确控制,并在此基础上深入研究了其超导性质.最近研究者又把Fe Se薄膜的分子束外延生长拓展到Sr Ti O3(001)衬底,发现单层Fe Se/Sr Ti O3体系的超导转变温度有超过77 K的迹象.这些研究成果为解决高温超导体的配对机制以及进一步提高超导转变温度提供了全新的途径和思路,引起高温超导和材料科学等领域的广泛关注.     

用冲击波处理超导体

虽然高温超导体的商用可能性很多,但它们一般携载的电流还不足以满足许多应用,如磁体和发电机应用的要求。来自美国加里福尼亚W.J由纳利斯领导的劳伦斯利弗摩尔国家实验室的报告指出:用冲击波冲击氧化物高温超导体可以根本上增加材料携载电流的容量。     

利用“热壁扩散”法在金属衬底上生长C60单晶薄膜

自从石墨电弧放电制备克量级C_(60)的方法发现以来,研究不同衬底上C_(60)薄膜的生长行为就一直是科学家关注的热点之一.制备高质量的C_(60)薄膜,不仅在基础研究方面,而且在应用方面都具有重要的意义.例如,对于碱金属掺杂的C_(60)超导体,利用高质量的C_(60)单晶薄膜可以获得较窄的超导转变温区和较高的转变温度.此外高质量的C_(60)单晶薄膜对于研究由C_(60)和金属或半导体组成的双层膜或多层膜的非线性光学性能也具有重要的意义.C_(60)薄膜在不同衬底上的生长行为与许多因素有关,其中最重要的是衬底表面的原子排布是否与C_(60)的晶格相匹配,C_(60)与衬底之间是否存在电荷转移和是否存在键合.迄今为止,许多研究工作报     

富勒烯薄膜的波导Raman散射增强效应

以C_(60),C_(70)为代表的富勒烯材料,自Kr(?)tschmer等人发现其有效制备方法之后,已成为材料科学研究的热点之一,被认为在半导体、超导体、有机导体、非线性光学、金刚石薄膜合成、有机化学、医药、润滑等方面有着巨大的潜在应用价值.尤其是作为一种新型光学材料而倍受人们关注.C_(60)由于具有共轭大π电子云体系而表现出强烈的三阶非线性光学效应,使其有可能成为十分有前途的非线性光学材料,而其反饱和吸收特性则使其可以制成光限幅器件、光双稳器件和全光学开关等.本文研究了沉积于粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射(waveguide Raman scattering).波导Raman散射是结合集成光学和Raman散射的一种测试介质上薄膜性能的灵敏方法,文献[4]报道了C_(60)薄膜的波导Raman散射现象,但是用的光源为100mW的Ar~+激光.然而,这种较强的激光有可能破坏C_(60)膜中的分子结构诸如发生聚合反应等,从而影响其本征的Raman谱.本文报道了采用30mW的He-Ne激光为激发光源,观察到粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射增强效应.     

在银上形成金膜的过程令人惊奇

银上镀金——这一古老技术,其形成机制至今仍像魔术一样令人惊奇。最近美国科学家仔细观察了金原子在银表面的沉积过程,这一过程揭示出一种从未发现过的罕见的金属薄膜形成方式。实验表明,金原子开始沉积时并不在银表面的最外层上形成覆盖层,而是在银的最外层之下形成一个“下面层”。只有在这个“下面层”基本完成之后,金薄膜才在银的最外层上面形成。美国商用机器公司的的S.蒋最近报道了这一意想不到     

首次测量人造原子与天然原子之间的键

当量子围栏和原子力显微镜(AFM)探针尖头的原子形成键时,微观和介观尺度相遇. 德国科学家发现,量子围栏(可用作人造原子的合成圆圈形纳米结构)能与位于原子力显微镜探针尖上的原子形成非常弱的化学键.德国雷根斯堡大学物理系教授、领导此项研究的弗朗茨?吉西布尔(Franz Giessibl)表示:"这是我们第一次通过实验验证...     

世界最小摄影飞机

荷兰科学家最新研制出了世界上最小的摄影飞机——翼展长约10cm,重量仅3g。它看上去更像是一只蜻蜒,尤其是拍打翅膀飞行时的样子。这只被称为代夫尔的微型摄影飞机,可以携载微型摄像仪,将实时观测到的视频景像传输出去。这种机翼薄膜采用轻质木材和碳材料制成,由重量仅1g的微型锤聚合电池提供能源,该电池1h产生30mA电流,足以保持这种昆虫大小的飞行器飞行3min以上。其摄像仪仅重0．4g,     

原子计数新方法

直径只有几亿分之一英寸的原子实在太小,即使用最大倍率的显微镜也无法观察它们。现美国橡树岭国立实验室的科学家们已研究成功一种新的激光法,采用此法能准确数出原子,每次可数一个原子。研究人员认为,这种奥秘方法对他们从事各种实际研究工作很有帮助。每个原子系由被轨道电子所围绕的一个原子核所组成。科学家们知道电子的     

艾滋病没有潜伏期?

艾滋病是由艾滋病病毒(即“人体免疫缺陷病毒”，HIV)感染后所引起的疾病。长期以来医学界一直认为，艾滋病病毒具有潜伏期，需要经过几年甚至十几年时间才会对身体造成实质伤害。形成这一观念的部分原因是，很多病人可能十多年之内都没有出现任何症状。然而，最近的两项研究结果却提出了相反的观点。美国两个科学家小组通过实验发现，艾滋病病毒进入人体后，会立即对免疫系统内特定的免疫细胞——CD4T细胞进行攻击，     

超导体研究的现状和发展

一、全世界范围掀起了超导热1986年4月美国国际商用机器公司(IBM)所属瑞士苏黎世研究所的两位物理学家米勒(K.A.Mul1er)和贝德诺尔茨(J.G.Bednorz)采用钡镧铜氧体系陶瓷化合物获得了转变温度为30K左右的超导体.他们不但首次突破了1972年美国科学家用铌三锗材料获得23.2K以来保持了14年的超导温度纪录;而且,更重要的是:他们从人们意想不到的“绝缘体”一陶瓷材料中获得了超导体.他们的创造性工作在1986年12月得到美、日科学家的肯定后,全世界     

人类为什么比猩猩聪明？

科学家发现,人类和黑猩猩的DNA的碱基对序列仅有1.23%的差别,但人类显然要比这门“远亲”聪明得多。这是为什么?此前,科学家认为人比黑猩猩聪明的     

YBaCuO双晶结的Josephson效应

优质的约瑟夫森结的制备不仅对研究高 T。超导体及其弱连接的物理特性,而且对于趣导电子学的应用方面都有着重要的意义,然而由于这些氧化物超导材料的相干长度很短,且各向异性,这给弱连接的制备造成了很大的障碍.近来许多种类的高 T_c 结的研究都有了较大的进展.本文报告了在双晶衬底上外延生长的 YBa_2Cu_3O_7薄膜所成的晶界结的约瑟夫森效应研究.双晶结的制备包括三个过程:(1)衬底的烧结;(2)YBa_2cu_3O_7,薄膜的淀积;(3)图形的制备.双晶使用两块(001)轴平行,(100)轴具有一定夹角的钇稳定氧化锆(YSZ)加压烧结而     

Ti/N粒子沉积能量对氮化钛薄膜表面层微结构的影响

用直流(d.c)反应磁控溅射沉积技术、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜成像(TEM)微结构分析方法, 研究了氮化钛薄膜表面层固态结构随凝聚增原子能量的变化情况. 发现沿(111)和(002)晶面方向择优生长的TiN_x层的点阵参数(a₀)与衍射峰半高宽(FWHM)的变化和载能束引起薄膜微观相成分、晶面内压应力、晶粒尺寸和结构缺陷密度紧密相关. 在新的理论框架下, 分别计算了氮化钛薄膜表面上每个凝聚原子的有效迁移, 薄膜表面达到最小能量状态时每个凝聚原子应该获得的平均能. 实验观察的结果在理论分析中得到了定量解释.     

激光刹住原子运动

原子是构成宏观物质的砖块,要刹住原子运动,异乎寻常地困难。常温下,在我们呼吸的空气中,原子以每秒五百米的速度杂乱地猛冲;只有在接近绝对零度的低温时,原子运动的速度才减至步行速度。然而,最近美国物理学家已成功地利用激光,捕获了一小簇原子,几乎使它们静止下来,持续仅一、二秒钟。二十多年来,科学家对减速原子运动直至完全静止这种可能性抱有兴趣。静止原子的收集将给原子物理中某些基础领域的研究提供有价值的方法;对静止原子的测量,可获得准确的原子特征参数,而原子运动通常会使这些参数的测量变得模糊。这种设想的基本思想很象捕捉野兽:先使猎物放慢脚步,诱其掉进陷阱,使其动弹不得。对原子来说,适合的陷阱可以想象为“洞”——正确地说是“井”——它在空间上囚禁原子;只有那些有足够大的能量的原子才能跳出“井”,得以逃掉。用这种方式捕获原子的困难在于:相对于常温下高速运动的原子的能量,实际的陷阱是很浅的。然而去年,美国两个物理学家小组首次使原子的速度减至每秒几米,相当于原子在0.1k以下的运动速度。研究者们做到这点,不是靠传统的低温法,而是让原子与激光束的光子(光的“微粒”)碰撞使原子失去能量,从而降低原子的运动速度。这些成果显示了捕获原子的可能性。此后不久,由马里兰的国立标准处和斯东尼布鲁克的纽约州立大学     

广角镜

大脑随人一起长人们一般都认为,人的智力与生俱有,即所谓“天资”。然而,最近在《自然》杂志上。美国一个研究小组发表了他们多年的研究绪果：人脑直到青春期还在发展,“年轻人的行为决定了他们的智力情况”。美国加利福尼亚洛杉巩大学和加拿大的科学家,使用磁共振扫描仪,对3到15岁的试验者进行了三维摄影,观察他们脑部的变化。这是世界上第一次如此详细地研究人脑的发展变化。观测的时间从两周到四年。他们主要观察连接人脑两半球的中间部分的形状和大小的改变,因为这个部分是人脑其他区域活动的指示器。科学家观察到,在人脑的某…     

钇钡铜氧新型超导陶瓷材料的晶形及双晶显微照片

本多茨(Bendorz)和穆勒(Müler)于1986年4月报道获得了临界温度可高达30开的镧钡铜氧系超导体。此后不久,朱经武和赵忠贤等又分别发现了在液氮温区的钇钡铜氧系超导体。这一发现,轰动了世界,为超导材料的付诸实用以及可能由此而引起的新的工业技术革命开辟了广阔的前景,从而掀起了举世瞩目的“超导热”。     

探索高温超导材料的最新实验

自从1911年荷兰人卡末林-翁纳斯发现水银具有超导性以来,已经有整整七十年的历史了。由于这种材料具有完全导电性(电流可以无阻地流动),完全抗磁性(在理想超导体中,可以把磁力线完全排除体外)和约瑟夫森效应(在弱连接的超导结上可产生交直流的超导电流)等其他材料不曾具有的特殊性能,而引起人们的广泛注意和深入研究。但是,这样优良的物质性能,至今未在工业等国民经济的各个部门得到广泛     

最古老的血

1991年，5300年前的冰人“奥兹”在奥地利和意大利交界处被发现，此后他一直在接受调查。最近，科学家运用最先进的纳米探测器和原子显微镜在他身上发现了红血球，这也是迄今已知最古老的红血球。此外还发现了一种凝血因子纤维蛋白。人受伤后几分钟内就会形成纤维蛋白，