全同态加密术——从艾丽丝和鲍勃的密码空间谈起

艾丽丝递给鲍勃一个锁着的手提箱请他数数里面的钱有多少."没问题,"鲍勃说道,"请把钥匙给我."艾丽丝说没钥匙.鲍勃拎起手提箱,估量着它的重量,再来回摇晃了几下,然而,这些努力并不能让他知道手提箱里究竟有多少现金. 艾丽丝和鲍勃有着多年的合作关系,也都是密码学专家,他俩真正感兴趣的是手提箱里的"计算问题",而不是东西本身.假设,艾丽丝给鲍勃一个安全加密的文件,然后请他计算出文件中数字列表的总和,如果没有解密钥匙,这样的任务似乎无法完成.加密文件就像锁着的手提箱一样难以渗透,鲍勃对此也可能无能为力.     

石墨烯单晶的可控生长

化学气相沉积(CVD)法作为合成石墨烯的主流方法之一,已在大面积、高质量石墨烯的可控制备领域获得了广泛应用.但由于生长基底形貌和生长过程动力学因素的影响,采用该方法获得的石墨烯一般是由小晶畴石墨烯拼接而成的多晶膜,晶畴之间的晶界会导致其物理化学性质与本征石墨烯有很大差别.完美的单晶内没有晶界,因此石墨烯单晶的性质与其理论预期接近,近年来石墨烯单晶的可控生长已成为一个重要的研究方向.石墨烯单晶的尺寸和形状是影响其性质的2个主要因素,此外,研究石墨烯单晶的大小及形状成因还有助于了解石墨烯单晶的生长机理.本文将介绍CVD法可控制备石墨烯单晶的一些代表性成果,探讨石墨烯单晶的大小和形状成因,简述石墨烯单晶在电子器件上的应用,展望石墨烯单晶可控生长的机遇与挑战.     

塔克拉玛干柽柳的根对多风环境的适应

采用全根挖掘的方法对塔克拉玛干沙漠腹地的成年塔克拉玛干柽柳根系分布的范围、垂直深度和特征分别进行了测量和研究.塔克拉玛干柽柳浅层侧根根系的形态分布与沙漠腹地的主导风向有着密切的关系;同时,垂直根分布深度受地下水水位的抑制.植株迎风面根系重量和长度的分布远远小于背风面.与此同时,柽柳背风面根径厚度相对于迎风面有明显增加.因此,塔克拉玛干柽柳对沙漠腹地多风生境的适应性响应是通过增加其背风面根系的分布和根径的厚度来实现的.     

凝胶法制备凝胶网络-单晶复合物

一个多世纪以来,凝胶作为介质被用于晶体生长,成功制备出了大量单晶.其中,越来越多的单晶被证明能在晶体生长过程中将凝胶网络嵌入其中,从而形成两相三维互穿的凝胶网络-单晶复合物,这与自然界生物体中大分子嵌入单晶内部以增强晶体力学性能的现象如出一辙.兼具单晶的长程有序特征和复合材料的综合特性使得这种单晶复合物受到研究者的广泛关注.本文综述了凝胶法制备凝胶网络-单晶复合物的研究进展,对具体技术手段、单晶中凝胶嵌入的表征、影响凝胶在单晶中内嵌的因素以及单晶复合物的功能化4个方面进行了介绍和讨论,并对今后的研究方向与前景进行了展望.     

揭开蜘蛛稳吊蛛丝的奥秘

有则谜语是:"南阳诸葛亮,稳坐中军帐,摆起八卦阵,单捉飞来将."谜底是蜘蛛.可见,古人就知道蜘蛛可以稳稳地吊在蛛丝上.我们在沿着一根下垂的绳子爬上爬下时,特别容易晃来晃去.那么,悬在丝上的蜘蛛身体为什么不容易晃动?这常见的现象却一直没有得到科学的解释.直到最近,法国研究人员才发现,蜘蛛丝中含有一种特殊的分子结构,能使蛛丝富有弹性,很容易克服摆动.     

高T_c超导Bi_2Sr_2CaCu_2O_8单晶的Kossel衍射模拟定向

目前,有关高T_c超导机制以及超导单晶的物理性能与结构的研究十分活跃.研究对象也由多晶转为单晶.鉴于大块完整性好的超导单晶制备困难,现在的超导单晶研究多用电子衍射、X射线四圆衍射仪或旋进照相法进行.这些方法只需很小的单晶碎片或细颗粒.样品很难在宏观上进行各向异性的物理性能测量.     

粉末与单晶X-射线衍射对比解析灰黄霉素晶体结构

粉末与单晶X-射线衍射是解析物质晶体结构的两种重要技术,其中单晶X-射线衍射通常被认为是解析物质晶体结构的权威方法,但是,对于很多物质而言,其符合单晶X-射线衍射尺寸和稳定性要求的单晶体难以获得.粉末X-射线衍射解析物质晶体结构可     

室温铁磁性半导体MnxGa1-xSb

采用离子注入、离子淀积及后期退火方法制各了稀磁半导体单晶MnxGa1-xSb,在室温下(300 K)获得了单晶的磁滞回线.用X射线衍射方法分析了铁磁性半导体单晶MnxGa1-xSb的结构,用电化学C-V法分析了单晶的载流子浓度分布.由X射线衍射得知,MnxGa1-xSb中Mn含量逐渐由近表面处的x=0.09下降到晶片内部的x=0.电化学C-V测得单晶的空穴浓度高达1×1021cm-3,表明MnxGa1-xSb单晶中大部分Mn原子占据Ga位,起受主作用.     

恒稳磁场下的Bi系超导晶体激光加热浮区生长

激光法拉制单晶或织构纤维是以 Czochralski 晶体生长技术为基础,利用激光为热源控制生长几十至几百微米直径的各种高熔点多元氧化物陶瓷单晶纤维的技术,80年代初美国贝尔实验室等用这一方法制备了具有特殊性能的各种单晶纤维材料.1986年的世界性高温超导热潮出现后,各国的激光加热浮区生长(LHPG)的实验室先后用此制备高 T_c 超导纤维,中国科学院金属研究所曾在国家超导中心资助下建立了专用于超导研究的实验装置.     

有机单晶电致发光器件研究进展

有机单晶半导体材料由于分子排列有序、高稳定性和高载流子迁移率等优点,成为一类具有应用潜力的光电子材料,在光电器件领域获得了广泛的应用.特别是其弥补了无定形态有机薄膜在热稳定性和载流子迁移率等方面的不足,有机单晶在有机电致发光器件(OLED)方面展现了潜在的应用前景.有机单晶OLED器件从最初的点发光到成功实现了面发光,器件性能不断提升.本文聚焦有机单晶OLED,系统总结了材料和器件制备工艺以及器件性能优化等方面的研究进展,同时讨论了有机单晶OLED性能进一步提升所面临的瓶颈难题和可行的解决方案.     

C_(60)单晶溶液生长中的枝晶与分形

C_(60)作为一种新型功能材料已受到人们广泛关注,为了深入研究这种材料的结构和物性,以及开拓其潜在的应用领域,通过C_(60)粉来制备高质量的C_(60)单晶体就显得越来越重要.目前已报道的制备C_(60)单晶体的方法主要有两种:一是溶液法,即将C_(60)粉溶于苯、甲苯、环已烷等有机溶剂中,然后通过溶剂的快速蒸发结晶出C_(60)单晶.此法优点是生长装置简单,生长条件易于控制,生长出的C_(60)单晶尺寸较大,缺点是有机溶剂分子可能进入C_(60)晶体内部;另一种是气相法,即在真空中加热C_(60)粉,使其升华,并在冷端凝结为C_60单晶 此法优点是生长的C_(60)单晶纯度高、晶面规则,缺点是生长条件不易控制,生长的晶体尺寸较小.因此,无论用上述哪一种方法,目前要生长出高质量、大尺寸C_(60)单晶都是很困难的,其主要原因就是关于C_(60)晶体生长的动力学机制尚不十分清楚.本文在C_(60)晶体的甲苯溶液生长系统中,通过扫描电子显微镜观察到C_(60)晶体生长中的小面化晶体、枝晶及分形等生长形态,并且分析了其产生的动力学机制.     

新型半导体材料磷化铟单晶研制成功

中国科学院上海冶金研究所最近研制成一种新型的化合物半导体材料——磷化铟(InP)单晶.InP是一种直接跃迁型半导体,有较高的电流峰谷比和较大的热导,它比硅和砷化镓等常用半导体有更为优越的性能,可以在更高的频率及更高的温度下工作.在微波及光电器件领域中是一种极有希望的新材料. 早在五十年代,就开始了InP材料的研究,但由于它在熔点附近有较高的离解压(1062℃,27.5atm),给晶体生长带来了很大的困难.高压单晶炉的出现,使InP晶体生长的研究得到了迅速的发展. 我所以高压水平梯度冷凝法合成的InP多晶为原料,在自行设计、加工的GYL-1型高压单晶炉中,用液封法生长了InP单晶.在InP生长中出现孪晶是一个较难克服的问题,至今国外尚未完全解决.我所通过合理调整热场,维持合适的温度梯度,严格控制原料的化学配比;选择适当的拉速及转速,以得到一个平的或微凸的固液界面,从而排除生成孪晶的可能性.     

等磁化强度单晶LaYIG/GGG/LaYIG/GGG多层磁性薄膜的铁磁共振研究

自从我们首先制备了LaYIG/GGG/LaYIG/GGG等磁化强度单晶多层磁性薄膜以来,这种多层薄膜已经在线性色散微波延迟线及其它器件中得到了应用.近年来已有许多作者进行了与其相似的多层膜的铁磁共振和静磁波传播特性的研究.这些研究,对于单晶多层磁性薄膜在微波领域里的应用无疑是非常重要的.但是,迄今为止对于这种单晶多层磁性薄膜     

GATTACA

这7个字母是影片的名字，但查遍所有的英文字典，都找不到这个词的明确解释：中文片名一般译为“千钧一发”，但这种译法还是无法解除我的诸多疑问。     

盐酸药根碱的晶体结构

在步长0.00836°、停留时间8.255 ms的条件下, 对Jat粉末进行X射线步进扫描, 得到较高分辨率的粉末衍射谱图. 再运用Monte Carlo模拟退火搜索得到三维晶体结构模型, 用Rietveld方法精修晶胞参数. 同时用水作溶剂, 用降温法培养得到盐酸药根碱(Jat)单晶体, 并对其进行X射线单晶衍射结构解析. 单晶衍射和粉末衍射解析结果一致表明, 该晶体属单斜晶系, P21/c空间群. 单晶衍射结构解析得到的晶胞参数为a = 7.72 Å, b = 12.61 Å, c = 20.99 Å, α = γ = 90.00°, β = 95.0°, Z = 4, V = 1961.3 Å3. 粉末衍射结构解析得到的晶胞参数为a =7.69 Å b =12.55 Å, c = 20.89 Å, α = γ = 90.00°, β =106.53°, Z = 4, V = 1933.4 Å3.     

有记忆力的合金

让金属按照人的意愿随心所欲地改变形状,历来是人们的梦想。古典小说《西游记》中,孙悟空那根伸缩自如的金箍棒,或许寄托了古人对金属的某种期望。 为了改变金属的形状,从青铜器时代起,人们就用加热、锤击等方法想让金属听使唤。在20世纪60年代初,一种能记住自己本来面目的合金终于应运而生了。 1963年,美国海军军械实验室在一次实验中,需用镍钛合金丝。他们把原为圆圈状的镍钛合金丝拉直     

TGS-PVDF复合材料的热释电性研究

复合材料是当前材料科学的一个重要发展方向.用于红外探测的热释电材料也向复合材料方向发展.这种材料是由单晶粉末和有机聚合物混合而形成的一种新型功能材料,它不仅具有良好的压电性和热释电性,而且柔性好、成本低,易制成大面积均匀薄膜,从而得到广泛研究.在压电方面已向实用化发展;在热释电应用方向也显示出良好的前景.本文将首次报道一种新型复合材料——硫酸三甘氨酸(简称TGS)单晶粉末与聚偏氟乙烯(简称PVDF)复合物的热释电性质。     

效能研究帮助汽车节能

据统计,一辆现代汽车的发动机、机器空转、动力传动系统和附件会耗损汽车7/8的燃料能量,车身重量需要3/4的驱动能量.因此,减轻车身重量是节能的重要环节,轻型化和小型化汽车是未来汽车的发展趋势.     

女士应慎穿高跟鞋

高跟鞋令女士们婀娜多姿,魅力倍增,因而50多年来在全世界盛行不衰,但是它对健康的危害却并不那么广为人知。 据德国《星期日图片报》报道,美国医生对妇女脚部的病痛进行了长达15年的观察,发现75％的病痛要归罪于高跟鞋,为此医生们奉劝妇女要慎穿高跟鞋。 一个人N通常每天要行走1.8万步,这必须调动脚部26块骨头,115根韧带,19块肌肉以及一大片神经和血管网络协同作用。如果鞋跟高度不超过5厘米,人体的重量就均衡地分布在脚跟、大拇指和小拇指三点上,双脚可轻松地承担起行走的任务。 如果鞋跟过高就会导致重心前倾,双     

细菌鞭毛推进器复杂的蛋白组成和精致的空间结构

鞭毛推进游动是细菌寻找最佳营养源的有效运动方式之一.细菌鞭毛由鞭毛基体、鞭毛钩和鞭毛丝3部分构成,该结构的合成和组装由50多个基因参与,是在精密的时、空调控下进行的生物过程.对鞭毛结构和功能的认知主要源自对几个常见模式细菌的研究.近期,针对海洋趋磁细菌的研究结果揭示了一种新型鞭毛运动器官复杂的蛋白组成及其高度精致的空间结构.12种鞭毛蛋白经不同程度的糖基化修饰后装配成7根鞭毛,并与24根纤毛在一个鞭毛鞘中排列成7个相互交织的六角形阵列.目前,这种鞭毛结构只在海洋趋磁球菌中观察到,推测是这类细菌为了适应海洋沉积物生境,经生态分化演变的结果.这种精巧的结构对现有的鞭毛组装和运行机制模型提出了挑战,并将推进今后对细菌表面附属物的装配与演化的深入研究.