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量子金属态的证实
量子材料与量子相变是本世纪凝聚态物理与材料领域的研究热点。量子相变与传统的热力学相变不同,是在绝对零度下调节非热力学参量而发生的相变,相变点附近量子涨落而非热涨落起了重要作用。作为量子相变的经典范例,二维超导-绝缘体相变以及超导-金属相变研究获得了2015年美国凝聚态物理最高奖巴克利奖。在量子相变过程中,除超导基态和绝缘基态外,量子金属态是否存在于二维超导体系一直是理论与实验上争论的焦点(Rev. Mod. Phys.91, 11002 (2019))。根据安德森标度理论,由于量子干涉效应以及相位相干长度在零温下发散的特性,载流子在趋于绝对零度时会表现出局域化效应,因此理论上不存在二维量子金属基态。尽管实验上在各种二维电子体系发现了量子金属态的可能迹象,但受低临界温度的制约以及外界高频噪声的影响(Science Advances 5, 3826 (2019)),二维量子金属态的存在与否仍存在着巨大争议,是近三十年来国际学术界一直悬而未决的重要物理问题。 最近,北京大学物理学院量子材料中心王健教授、博雅博士后刘易与合作者在高温超导纳米多孔薄膜中首次完全证实了量子金属态的存在。通过调节反应离子刻蚀的时间,研究团队在高温超导钇钡铜氧(YBCO)多孔薄膜中实现了超导-量子金属-绝缘体相变。量子金属态存在的直接证据是体系的电阻随着温度降低表现出饱和特性,在高温超导体YBCO薄膜中,该电阻饱和温度高达5K,这一温度相比于传统超导体系提高了1-2个数量级,大大提升了量子金属态的稳定性和实验结果的可信度。通过高频滤波器极低温对照实验表明,是否添加滤波器对体系的电阻在低温下的饱和规律没有明显的作用,有效地排除了外界高频噪声对实验的影响,为量子金属态的存在提供了可靠的实验证据。实验还揭示了量子金属态的霍尔电阻为零欧姆,意味着量子金属态具有与超导体类似的粒子空穴对称性(particle-hole symmetry)。 此外,实验表明量子金属态在低温下满足欧姆定律且具有巨磁阻效应,这些发现也与理论上对量子金属态的预期吻合。 研究团队通过系统的极低温电输运测试发现,超导,金属与绝缘这三个量子基态都有与库珀电子对相关的h/2e周期的超导量子磁通振荡,这表明量子金属态与传统金属不同,是玻色金属态,揭示了库珀对玻色子对量子金属态的形成起到了主导作用。(注:传统金属中导电是电子,也即费米子)实验发现,对于超导态的样品,量子振荡振幅随温度的降低迅速增加而发散; 对于绝缘态的样品,振幅随温度的降低先迅速增加然后在低温下衰减; 而对于量子金属态的样品,振幅随温度的降低先迅速增加然后在低温下饱和。进一步分析揭示出振荡振幅饱和对应于相位相干长度饱和,是量子金属形成的一种可能机制。有意思的是通过调控正常态电阻仅两个数量级,量子振荡振幅从超导态样品到最绝缘的样品变化了九个数量级,这意味着多孔高温超导体系具备很好的相位相干调控性。 该工作于2019年11月14日在线发表于学术期刊《Science》上。(DOI: 10.1126/science.aax5798;https://science.sciencemag.org/content/early/2019/11/13/science.aax5798)。北京大学王健教授、布朗大学James M. Valles Jr 教授、电子科技大学熊杰教授是本文的共同通讯作者,电子科技大学博士生杨超和北京大学博士后刘易为文章共同第一作者,北京大学为第一通讯作者单位。这一工作的主要合作者还包括布朗大学Jimmy Xu教授,北京大学林熙研究员,北京师范大学刘海文研究员,清华大学姚宏教授,电子科技大学李言荣院士等。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、低维物理国家重点实验室开放基金、北京市自然科学基金、北京市交叉科学与技术基金、博士后科学基金等支持。 二维高温超导体系中量子玻色金属态的证实是王健研究组与合作者继量子格里菲斯奇异性发现以来(Science 350, 509 (2015)); Nature Communications 10, 3633 (2019)),在二维超导量子相变领域的又一重要突破。该工作为国际上争论了三十多年的量子金属态的存在提供了有力的证据,并为研究量子金属态提供了新思路。该工作也得到了美国科学院院士斯坦福大学Steven A. Kivelson教授的高度评价,评论文章发表在Journal Club for Condensed Matter Physics(凝聚态物理期刊俱乐部)上。Kivelson教授指出:“这一工作对量子材料的理解具有基础性的重要意义”。图一, 钇钡铜氧(YBCO)纳米多孔薄膜中的超导-量子金属-绝缘体量子相变。(A)用多孔氧化铝(AAO)模板蚀刻法制备YBCO纳米多孔薄膜的工艺示意图。(B) YBCO纳米多孔薄膜扫描电镜(SEM)图像。(C) YBCO纳米多孔薄膜的几何结构示意图。(D)不同刻蚀时间下YBCO纳米多孔薄膜的电阻对温度的依赖关系。超导态(SC)、反常金属态(AM1)、过渡态(TS)和绝缘态(INS)四种典型薄膜的电阻温度曲线用黑色表示。图二,量子金属态证据。(A)量子金属态薄膜和超导薄膜的输运曲线。其中低温下电阻的饱和行为为量子金属态的特征。(B) 量子金属态薄膜极低温输运曲线。是否采用高频滤波器并不改变量子金属态饱和电阻的特征。插图: 量子金属态薄膜的I-V曲线,符合欧姆定律,亦为量子金属态的证据。(C)典型量子金属态薄膜的霍尔电阻和纵向电阻随温度的变化图。霍尔电阻(Rxy)在低温下趋于零,而纵向电阻不为零,表现出量子金属态的特征。插图: 量子金属态薄膜不同温度下的霍尔电阻(Rxy)。(D) 量子金属态薄膜的巨磁阻效应,与理论上对量子金属态的预期相符。图三,库柏对在量子相变过程中的相干性衍变 (A)超导态、(B) 量子金属态、(C)绝缘态的磁导振荡图。 (D) 不同温度下,所有YBCO薄膜的磁导振荡的振幅。对于量子金属态薄膜,磁导振荡的振幅随温度的降低在5 K左右而饱和。而超导态薄膜磁导振荡的振幅在低温下发散,绝缘态薄膜磁导振荡的振幅随着温度降低先增加后减小。(E) 通过相位相干的近似模型,计算得到量子金属态的相位相干长度在低温下饱和。揭示了量子金属形成的一种可能机制。
北京大学 2021-04-11
量子安全云智慧考务平台
本项目开发了一种量子保密通信保障信息传输安全条件下的量子安全云智慧考场作弊防控新技术,并成功地开发了量子安全云智慧侦测器屏蔽、量子安全侦测等终端产品, 所开发完成的量子安全云智慧考场技防平台,确保考试安全和公平公正”的明确指示,针对当前无线电作弊的现状和未来趋势,实施有效的考场电子防卫。该系统侦测范围涵盖当前已知的几乎所有无线电作弊设备(包括语音通信、字符通信以及手机/对讲机等),兼具实时侦测、作弊信号识别、作弊信号内容探测、作弊信号还原取证、对作弊信号实施阻断等多种能力。功能全面强大,易于部署,且能够接入考务综合管理平台,通过数据接口链接支持与巡查指挥等其他系统的互联互通和协同工作,是目前业内最先进最完整的高科技作弊防控解决方案。 
中国科学技术大学 2021-04-14
三维量子霍尔效应
超高的迁移率、超低载流子浓度,以及单个费米口袋特性是整个实验成功的关键所在。他们研究了多种高品质的ZrTe5晶体,该材料在2014年被中科院物理所翁红明、戴希和方忠等人预测可能具有非平庸的拓扑性。在低温和小磁场条件下,通过量子振荡输运测量和分析手段,可以重构出一个非常清晰的闭合费米面拓扑结构。这种封闭的三维费米面可以与准二维体系明确分开,在量子极限
南方科技大学 2021-04-14
一种光学干涉式重力仪中的闭环信号采集装置
本实用新型公开的光学干涉式重力仪中的闭环信号采集装置,具有稳频激光光源、第一分束器、落体棱镜、参考棱镜、两个平行设置的平面反射镜、第二分束器、光电探测器、相位调制器以及PC上位机或者示波器。由光电探测器将落体棱镜下落过程中采集的光信号作为反馈信号输给相位调制器,相位调制器输出一个偏置相位,补偿落体下落过程中测试光和参考光之间的相位差,相位补偿至2π后立即重置,并且重复相位补偿过程。通过相位调制器引入的相位差以及产生相位差的电压值作为最后获得的信号数据。本实用新型结构简单,信号数据处理简便,测量灵敏度高。
浙江大学 2021-04-13
电参数采集电表(产品)
成果简介:电参数采集电表是针对电力系统、工矿企业、油井电机、抽油泵房设备的电力智能监控需求而设计,能够高精度测量三相电网中的所有电力参数,包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、信号频率、有功电能、无功电能等信息。电参数采集电表配有ZigBee无线通讯模块,可无线通讯连接转速表、载荷表、温度表、压力表、振动表等仪表设备,适合油田自动化采集监控系统、泵房一体化监控系统的使用。电参数采集电表具有多种扩展功能的输入、输出方式可供选择,2路通讯接口、本地或远程开关信号检测、本地或远
北京理工大学 2021-04-14
建筑能耗数据采集终端
本实用新型公开了一种建筑能耗数据采集终端,主要包括ARM处理器、与ARM处理器相连的存储器、以太网络接口、数据采集模块、人机交互单元;所述以太网络接口为单向通讯接口,包括第一以太网络接口、第二以太网络接口,第一以太网络接口的输出端与ARM处理器的输入端相连,第二以太网络接口的输入端与ARM处理器的输出端相连;所述存储器包括DDRRAM、FLASHROM、SD卡存储器,均与ARM处理器相互连接。本实用新型是实现建筑能耗数据分类、分项采集的关键设备,负责采集监测区域内的电、水、燃气等计量装置的计量数据,
安徽建筑大学 2021-01-12
低频能量采集器
针对传统能量采集器难以采集环境中大量存在的低频振动能量的特点,课题组提出了一种旋转式的电磁能量采集器设计方案,能够有效提高能量采集器的能量转换效率,并将可采集的振动频率突破性地降低到1Hz以下。
南方科技大学 2021-04-14
RGB图像采集卡
产品详细介绍RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡MV-R2000分量图像采集卡MV-R2000是基于PCI总线的RGB高速图象采集卡,可采集标准和非标准RGB分量摄像机和信号源,或是三个同步的独立视频源,MV-R2000分量图象采集卡适用于高精度、高分辨率的图像处理(如立体视觉等)和医学图像设备(如ECT、标准及非标准彩超等)。【MV-R2000A技术特点与指标】l RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡MV-R2000分量图象采集卡 输入可为标准或非标准视频信号,可以是RGB分量式视频信号,也可是单路黑白视频信号。l     R2000A可实时采集。三路高速8位A/D。分辨率最大可达 2048×2048×8×3。l      R2000A最大点频可达60M,可采集的VGA最大分辨模式为 800X600,60场。l      具有独立三路可自动调节带宽的抗混叠滤波器。l     RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡 MV-R2000分量图象采集卡采样频率连续可调。保证在不同的行频和帧频下获得方形或任意比例的矩形采样点阵。l      RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡 RGB三路输入的亮度和对比度可独立调节。l      RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡 MV-R2000分量图象采集卡支持RGB24或RGB32及GRAY8位格式的图像采集,适用于各种PCI或AGP显示卡。l       可自动检测信号源的行场特性。l       RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡MV-R2000分量图象采集卡可支持五种同步输入方式: R带同步、G带同步、B带同步、复合同步、行场分离同步。l     RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡可采集单场、单帧、间隔帧序列采集。l RGB图像采集卡图像采集卡VGA图像采集卡流媒体采集卡外触发信号输入(TTL低电平)。l   MV-R2000分量图象采集卡支持DOS / WIN31 / WIN98 / WIN2000 / NT。【MV-R2000B技术特点与指标】l       输入可为标准或非标准视频信号,可以是RGB分量式视频信号,也可是单路黑白视频信号。l      RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡 R2000B自带帧存可准实时采集视频信号。l       RGB图像采集卡VGA图像采集卡流媒体采集卡三路高速8位A/D。分辨率最大可达 2048×2048×8×3。l       R2000B最大点频可达100M。可采集的VGA最大分辨模式为, 1024X768,85场。l      MV-R2000分量图象采集卡具有独立三路可自动调节带宽的抗混叠滤波器。l      采样频率连续可调。保证在不同的行频和帧频下获得方形或任意比例的矩形采样点阵。l       RGB三路输入的亮度和对比度可独立调节。l     支持RGB24或RGB32及GRAY8位格式的图像采集,适用于各种PCI或AGP显示卡。l      MV-R2000分量图象采集卡可自动检测信号源的行场特性。l      RGB图像采集卡 图像采集卡 VGA图像采集卡 流媒体采集卡MV-R2000分量图象采集卡可支持五种同步输入方式: R带同步、G带同步、B带同步、复合同步、行场分离同步。l        MV-R2000分量图象采集卡可采集单场、单帧、间隔帧序列采集。l        外触发信号输入(TTL低电平)。支持外触发(低电平沿)硬件采集控制。【应用领域】医疗:高频X光机、CT图象采集。A工业检测:元器件检测
维视数字图像(北京)有限公司 2021-08-23
smart数据采集器
产品详细介绍 Smart数据采集器是一款完全独立的便携式数据记录器,可以用作以下两个用途:     1.作为一个连接到电脑的设备     2.作为一个单独的实验仪器    在独立模式下,Smart 数据采集器可以:     1.显示测量数据;     2.支持数据存储,并支持将存储的数据导出至计算机。
江苏苏威尔科技有限公司 2021-08-23
easy数据采集器
产品详细介绍
江苏苏威尔科技有限公司 2021-08-23
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