量子效应

摘要： 迁徙鸣禽隐花色素蛋白的磁感应Nature封面:量子罗盘。Nature杂志第7864期封面文章报道了一种蛋白的量子特性,该蛋白或许能成为迁徙鸣禽罗盘的候选对象。牛津大学和奥尔登堡大学的研究团队研究了迁徙欧亚鸲(Erithacusrubecul)视网膜中发现的隐花色素蛋白(ErCRY4),发现它可能具有成为光依赖罗盘所需的磁感应能力。文章鉴定出ErCRY4在体外会发生光驱动化学反应,反应引发的量子效应或能实现对磁信号的感应。研究还发现,相比不迁徙的鸽子和鸡,鸲的这个分子磁感应更强,并认为其可能是帮助鸲导航的关键要素。

摘要： 臭氧是一种高效广谱无残留污染的气体消毒剂。新冠肺炎在全世界的大流行显著地影响了公共安全和健康。低浓度的臭氧能够灭活新冠病毒。负离子发生器是产生臭氧的一种安全高效的方法,通过多针对板电晕放电,在针板电极之间会形成离子流,释放出一定浓度的臭氧。在负离子发生器中电极板间距与臭氧释放的关系研究中,不同的实验观察出现矛盾的结果,使得理论解释变得非常困难和复杂。本实验室系统地研究臭氧释放速率与针板电极间距离和板电极材料的变化关系。随着针板电极间距离的缩短,臭氧释放速率呈现不连续的台阶式跳跃上升,呈现臭氧释放量子效应。在以4种材料(铝,不锈钢,黄铜和红铜)为板电极的负离子发生器中,都观测到了类似的臭氧释放量子效应,并对实验结果进行了解释。实验中首次发现的臭氧释放量子效应,是微观电子世界量子行为在宏观世界的一种体现。臭氧释放量子效应提供了一种全新的技术方法,可用于测量材料的微观特性和电晕放电特征。

摘要： 硅基晶体管的集成正在接近工艺物理的极限,而具有超高载流子迁移率的石墨烯有望成为下一代主流芯片材料。石墨烯纳米带中存在由量子效应引入的带隙,使之具有独特的电学性能,可以克服石墨烯本身半金属特质带来的不便,更适用于集成电路的制造。中国科学院化学研究所有机固体实验室于贵研究员课题组在石墨烯二维材料的制备策略、性能及其应用方面开展了系列研究。

摘要： 据英国《新科学家》杂志网站近日报道,法国科学家研制出了首个可以开展三维(3D)测量的量子加速计,有望帮助船只在没有GPS信号的时候导航,也可用于更精确绘制地球内部的情况。相关研究已经提交预印本网站(arxiv.org)。加速计是一种跟踪物体位置的小型设备,通过检测物体运动和位置的变化来工作,广泛应用于手机、无人机等。几十年前,人们就知道量子效应可用于制造更精确的加速计,但迄今建造的大多数量子加速计只能沿一条直线进行一维测量。为改进这一点,法国国家科学研究中心的菲利普·鲍耶及其同事研制出了首个可以进行3D测量的量子加速计。

摘要： 从原子尺度及量子效应切入,研究水分子氢键与气体分子键合机制,反氢键效应与表面界面机制,以及表皮水分子二维构型规则等等。首次提出了“水之皮”的狭义概念和广义概念,及其物理特征和基本原则。进而,结合水合作用原理及常见物理现象,从原子分子层面上给出了“水之皮”的物理描述,以及疏水效应的物理解释。从而以全新视角诠释了表皮水分子相互作用与运动规律,为水科学基础研究开辟了新契机。

摘要： Intel创始人之一的戈登·摩尔在1965年做出预测:集成电路上可容纳的晶体管数量每18~24个月就会翻一番,这被称为摩尔定律。但是,近年来由于结构、材料和量子效应等多方面因素的制约,集成电路发展正在趋向瓶颈。摩尔定律正在走向终结,人类社会也将进入"后摩尔时代",如何通过新材料、新结构、新原理器件的研究与开发,进一步推动集成电路的发展,是相关科研工作者不断探索的目标。

摘要： 本文以多晶硅太阳能电池正面减反射钝化介质层薄膜为研究对象,薄膜采用管式PECVD法沉积,试验验证结果表明,通过合理设计工艺参数,氧化硅/氮氧化硅/氮化硅复合介质层薄膜较氮化硅薄膜相比,反射率和量子效应存在明显优势,光电转换效率优势0.1％.

摘要： 全RIKEN的物理学家团队成功利用量子效应将一种被称为电感器的电子元件缩小到微米尺寸之后,手机充电器和其他设备的尺寸可能会变得更小(《自然》杂志,“自旋磁体”)。

摘要： 二维材料中由贝里曲率诱导的新型磁学响应是近年来的新兴领域.这些二维材料所表现出的磁学特性及量子输运与贝里曲率直接相关,而贝里曲率又与晶体的对称性、电子的轨道磁性、自旋轨道耦合以及磁电效应等息息相关.研究这些新型磁性响应一方面有益于研究不同量子效应间的耦合作用,另一方面可探索量子效应在电子与信息器件领域的应用.本文介绍了近几年来二维材料中新型磁响应的实验研究进展,特别介绍了二硫化钼和石墨烯等材料中的谷霍尔和磁电效应、低对称性的二碲化钨等材料中的量子非线性霍尔以及转角石墨烯中的反常霍尔和量子反常霍尔效应.本文结合二维材料的晶体结构以及电子结构,介绍了这些新奇现象的现有物理解释、回顾了相关研究的最新发展、讨论了其中尚未理解的现象,并作出展望.

摘要： 随着集成电路工艺进入亚30 nm,鳍形场效应晶体管已经成为主流工艺结构,但是由于计算的复杂性其体硅结构的三维模型未有人给出过明确的解析式.本文提出体硅FinFET中沟道和氧化层的三维亚阈值电势、阈值电压的半解析模型,并考虑量子效应的影响,最后将模型与TCAD仿真结果进行比较.仿真结果表明,模型能够对沟道内不同坐标下的电势进行精确的模拟;对漏致势垒降低效应和短沟道效应以及不同Fin宽度下的电势变化,都能够进行精确的拟合;并且能够准确提取阈值电压.研究表明,半解析模型既有明确的解析表达式同时又有计算结果精度高的优点,相比数值模型又有较低的时间复杂度.

摘要： 燃料电池以其能量转换效率高、环境友好、安静、启动速度快、可靠性高等特点越来越受到重视。作为潜在的能量转换装置，燃料电池有望在未来社会中取得目前内燃机的作用。目前，被广泛研究的燃料电池有质子交换膜燃料电池(PEMFC)，直接甲醇燃料电池(DMFC)等。本文利用从头计算分子动力学方法（AIMD），通过研究质子在水分子和甲醇分子上的平均滞留时间，定量确定质子在水分子和甲醇分子之间的亲和分配系数。同时，通过计算空间相关、速度相关等时间相关函数，研究体系的扩散性质及其分子或离子间的动量传递。另外，通过质子在水分子与甲醇分子上的运动轨迹，探索质子在水与水间、水与甲醇间、甲醇与甲醇间传递的相对比例关系。在上述研究基础上，进一步研究量子效应对分子间动量传递的影响。

摘要： 采用固定频率40kHz的径向发射超声波、催化生物填料,利用SBR反应器同步高级氧化生化处理实际垃圾渗滤液,探讨中试规模下不同超声功率、超声时间及催化生物填料对反应器运行效果的影响.结果表明,超声功率低于250w时,随着超声功率提高系统污泥活性增强,系统对氨氮、总氮去除的促进作用高于对COD的去除.当超声频率、功率、辐照时间分别为40kHz、250w、12min/d时,SBR系统运行效果最佳,COD、氨氮、总氮去除率分别为75％、97％、72％,较对照组高出35％、86％、67％.另外,超声功率低于200w时,硝化细菌对超声功率敏感性高于反硝化细菌,其硝化酶系统更易被激活.催化生物填料表面形成厚厚的一层生物膜,比常规组合填料挂膜效果更佳.超声作用下氨氮去除率高,催化生物填料上微生物活性甚好,推测反应过程发生了量子效应.

摘要： 文章阐述了量子点的基本性质和有关激发与发光有关的量子效应,回顾了从量子点到QLED的技术发展历程,在显示领域重点与OLED技术进行了分析比较,在技术和经济两个层面上总结了QLED超越OLED的优势,同时也指出了目前QLED研究开发所面临的问题和挑战,提出了未来在5到10年内，QLED显示屏将在市场占有量达到30%到50%。能想象到的是在10到15年内，QLED将正式走进室内照明，普及率会达到20%到50%的水平。

摘要： 介绍了适用于描述深亚微米半导体器件中能量量子化效应的2维密度梯度量子-漂移扩散模型,对深亚微米n型金属半导体场效应管(nMOSFET)进行了数值模拟,给出了器件的Ⅰ-Ⅴ曲线,沟道区域电子密度和电流密度的分布,以及微波脉冲作用下的电流响应,并与经典漂移扩散模型的结果进行了对比分析.比较模拟结果可知,量子效应使得沟道反型层载流子密度的峰值偏离了Si-SiO2界面,有效氧化层厚度增大,等效栅电容减小,栅电压的驱动能力减弱.

摘要： 本研究以化学形态冻结技术构建内外表面差异化的低管径TiO2@@SiO2复合纳米管，之后刊用其内外管壁表面特性差异，对纳米管进行贵金属原位填充，将Pt纳米粒子选择性填充于管内，并以经典的光解水制氢反应为平台，构建纳米空间限域反应场，探索在催化中粒子直径降低产生的量子效应以及纳米空间限域反应场的限域效应等一系列科学问题。

摘要： 随着信息传输和处理速度的日益提高,系统功能越来越向微观尺度演进,量子效应对通信系统的影响逐渐明显。量子通信是量子力学与信息科学相结合孕育而生的一门新兴学科,该学科以量子力学的态叠加原理为基础,研究信息的存储、编码、计算和传输等行为。近年来在理论和实验上取得了重大的突破,引起了越来越多的关注。本文详细介绍了量子信息技术3个主要研究方向：量子通信、量子计算机和量子密码术等的发展和挑战,并对其应用前景进行了展望。

摘要： 本文报告了用于SOC设计的新一代先进纳米集成电路CMOS模型---ULTRA-B的研究和发展的主要内容：完整MOSFET表面势方程基本原理的推导；MOSFET表面势的物理解；基于物理的电流解析方程和计算；MOSFET量子效应的模拟模型发展；小尺度效应模型的建立和分析；多晶硅的统一物理模型建立；SMIC的90纳米工艺数据模型验证和模型的多层次实现。最后，展望了ULTRA-B的进一步研究和发展方向，希望ULTRA-B最终可以为国内SOC电路的发展和设计提供支持和服务。

摘要： 自从第三代太阳能电池的概念被提出以来，由于其无毒、原材料丰富、高效率、低成本而吸引起了广泛的研究兴趣。我们利用低成本的全硅材料来实现第三代太阳能电池的结构，率先通过大生产线上使用的电子束蒸发设备和技术，大面积、低成本、快速高效地制备出多屠Si量子点超晶格结构，成功地将Si量子点嵌入在SiO2和SiO2构成的势垒中。透射电镜的观察表明Si量子点的尺寸在5.0 nm；光致发光光谱(PL)和拉曼光谱的测量表明多层Si量子点超晶格结构的量子效应，对能带的调节作用非常显着，可应用到全Si第三代太阳能电池中去。

摘要： 基于MEMS工艺的平面环形微腔，由于特有的结构而拥有极高的品质因数和极低的模式体积而具有显著的量子效应，在光量子器件、光集成、光网络以及光量子计算机等信息领域有重要的应用。品质因数Q作为表征微腔质量的重要参量，主要受到微腔表面粗糙度的制约。本文介绍了一种环形微腔的表面处理方法：利用高功率CO2激光器进行微腔表面处理。实验结果证明：此方法不仅最终使得环形微腔成型，而且经高功率CO2激光器处理后的微腔表面光洁度明显提高。这对高Q值环形微腔的制备以及其在各个应用领域的应用有重要的意义。

摘要： 近年来，各种金属纳米结构材料的合成得到了广泛的研究，除了单一金属纳米粒子、纳米线、纳米棒、纳米管的合成外，有研究扩展到二元元素半导体纳米材料的制备研究中。有研究报道了以SBA-15为模板合成出a-MnO2纳米线和TiN纳米棒。关于Cu3N纳米结构材料的合成研究鲜见报道，Cu3N纳米线/棒状结构未有报道，而此结构因其量子效应必将使其物理和光学特性与Cu3N膜有所不同，从而在纳米电子装置及光学领域具有潜在的应用价值。本研究首次通过CVD方法以SBA-15为模板合成出有序结构的Cu3N纳米棒。

摘要： 基于量子点效应的量子随动针孔微结构角谱扫描测量装置属于超精密三维微细结构表面形貌测量领域，主要涉及一种基于量子点效应的量子随动针孔微结构角谱扫描测量装置；该装置设置有角谱扫描照明光路和量子随动针孔探测光路，并采用量子点物质膜；这种设计，不仅可以避免现有会聚光束照明技术导致的某些区域无法照明或复杂反射的问题，有效解决探测信号强度衰减和背景噪声增强，造成的测量精度降低，甚至无法测量的问题，而且可以实现每个CCD相机像素前均有对应的量子针孔存在，从而使得量子随动针孔与CCD相机像素之间无需进行精密装调，同时避免照明光束与量子光束的光谱重叠，有利于量子光谱信号的检测。

摘要： 具有量子干涉效应的化合物及包含其的垂直单分子场效应晶体管集成器件的制备方法，属于新材料以及分子场效应晶体管领域，利用二维材料特色及优势，引入六方氮化硼(h‑BN)绝缘层对电极间距进行原子级别厚度的精准控制，引入MoS2模板层对金电极平整度进行改善，使得器件达到原子级平整并且原子层厚度可控。特别涉及具有量子干涉效应的化合物A或B。其中，式A化合物的一侧通过Au‑S键，式B化合物通过Au‑C键组装在超平金属电极条带上表面，并位于h‑BN绝缘支撑纳米孔阵列中，另一侧通过范德华作用力与石墨烯漏端电极条带相接触，形成在室温下可以稳定工作的固态栅极调控的并且具有超平金电极的垂直单分子异质结集成器件。

摘要： 基于量子点效应的量子随动针孔微结构角谱扫描测量装置属于超精密三维微细结构表面形貌测量领域，主要涉及一种基于量子点效应的量子随动针孔微结构角谱扫描测量装置；该装置设置有角谱扫描照明光路和量子随动针孔探测光路，并采用量子点物质膜；这种设计，不仅可以避免现有会聚光束照明技术导致的某些区域无法照明或复杂反射的问题，有效解决探测信号强度衰减和背景噪声增强，造成的测量精度降低，甚至无法测量的问题，而且可以实现每个CCD相机像素前均有对应的量子针孔存在，从而使得量子随动针孔与CCD相机像素之间无需进行精密装调，同时避免照明光束与量子光束的光谱重叠，有利于量子光谱信号的检测。

摘要： 基于量子限制斯塔克效应的量子点光学调制器利用了量子点的量子限制效应，该光度调制器由四层薄膜顺序覆盖排列组成；自上至下，第一层为第一ITO的薄膜(1)，第二层为PVK薄膜(2)，第三层为SiO

摘要： 本申请提供了一种具有量子干涉效应的化合物及包含其的单分子场效应晶体管，由于量子干涉效应，所述单分子场效应晶体管的开关比与普通分子构建的场效应晶体管相比有数量级的提升。本申请的单分子场效应晶体管中，具有量子干涉效应的化合物能够通过酰胺共价键稳定连接于具有纳米间隙阵列的二维单层石墨烯的间隙形成分子异质结，并采用具有原子级平整且原子层厚度可控的新型二维材料，通过不同二维材料的范德华堆叠组装，形成范德华异质结构，能够实现单分子场效应晶体管器件的精准控制制备，使单分子场效应晶体管具有较强的栅电场调控能力，具有较好的稳定性和集成性。

摘要： 本发明属于新型自旋量子磁存储器术领域，具体为一种基于反常自旋量子霍尔效应的MRAM芯片电路。该MRAM芯片电路的存储单元是PtBi/BiTmIG自旋异质结构建的四端口霍尔棒器件，利用反常霍尔检测电流发生模块提供的0.1mA检测电流和反常霍尔脉冲发生模块提供的10mA脉冲电流，来实现数据的读写。在读取过程中，利用反常霍尔效应，无需外加磁场且误码率低、响应速度快；在写入过程中，利用自旋轨道矩效应，实现极小电流密度驱动自旋磁矩翻转再带动薄膜磁矩翻转的数据写入新方法，极大地降低了数据写入电流密度和功耗。本发明的MRAM芯片电路具有单元器件制备工艺简单、读写电流密度低、功耗低、工作频率范围宽的特点。

摘要： 本发明公开了一种检测量子点电场效应的方法。本发明方法首先制作检测芯片：透明材料的基底上具有两根平行设置的电极。将量子点溶液直接涂覆到两个电极之间的芯片表面；激光源发出的激发光通过聚光镜聚集在一起，垂直射入芯片的量子点溶液涂层；电源的正负极分别连接两个引脚，通过两个电极对快速检测量子点电场效应的芯片加载电场；透过芯片的激发光利用聚光镜将光线聚集，通过光谱仪在芯片背面测量量子点对入射光的吸收谱线，获得量子点的电场效应。本发明方法的检测芯片的结构简单，易于制作，并且芯片可以循环利用，进而降低了检测成本，提高了测量效率。

摘要： 量子阱场效应晶体管(QWFET)包括阻挡层、量子阱层和间隔层。量子阱层在阻挡层上。阻挡层和间隔层包括未掺杂的锑化铝铟。量子阱层包括锑化铟。间隔层在量子阱层上。量子阱层和间隔层在源极触点与漏极触点之间。栅极触点在介电层上，介电层在间隔层上。通过将阻挡层和间隔层设置为未掺杂的层，可以改善QWFET的性能。

摘要： 本发明公开了一种基于量子效应的无线电调幅信号接收方法及调幅量子接收机，调幅量子接收机中的两束激光共同泵浦使得基态碱金属原子被激发至里德堡态，里德堡态具有微波共振特性，可以接收微波调制信号，通过快速光电二极管测量探测激光经过原子的透射功率，直接获取在微波载波上的幅度调制信息。本发明无线电调幅信号量子接收机无需变频解调即可获取调制信息，具备灵敏度高、超宽带载波频率覆盖、远距离光纤传输、保密性和安全性高等特点，适用于各类基于幅度调制机制的微波毫米波和太赫兹通信。

摘要： 本发明公开了一种基于量子效应的无线电调幅信号接收方法及调幅量子接收机，调幅量子接收机中的两束激光共同泵浦使得基态碱金属原子被激发至里德堡态，里德堡态具有微波共振特性，可以接收微波调制信号，通过快速光电二极管测量探测激光经过原子的透射功率，直接获取在微波载波上的幅度调制信息。本发明无线电调幅信号量子接收机无需变频解调即可获取调制信息，具备灵敏度高、超宽带载波频率覆盖、远距离光纤传输、保密性和安全性高等特点，适用于各类基于幅度调制机制的微波毫米波和太赫兹通信。