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量子科技研究进展论文

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量子科技研究进展论文

这一项技术能够完成,首先我觉得是为国争光了,是我们国人的骄傲。也可以像全世界展示,让外国友人看到我们中国人的能力及现在中国的发展,正是因为国家的支持,这项技术才能获得成功。《中科大潘建伟项目组实现量子瞬间传输技术重大突破》。这项成果后来被英国物理学会评2015年度十大物理学突破之首,被中国科技部评为2015年度中国科学十大进展之首。

这条新闻刚出来的时候很多人都很开心并且激动。但是很多人都理解错了意思且误解了意思。最常见的反应有两种。一种“不明觉厉”,不明白这个实验的成功能给我们带来什么?另一种是:觉得以后不管做什么事情都可以依靠“瞬间移动”来完成。假如真的是这样的话,那我想交通工具都可以报废了吧,完全都没有意义了,这个想法完全是错误的。潘建伟组的这项成就即使是放在国际上也是非常优秀的,毕竟发了那么多影响不小的文章。 就量子信息而言,实际上能给大家新的知识是极少的,主要的应该还是往技术上走,实现这些量子技术。值得说明的一点是,“量子计算机”这个概念也一直被人民所提起,人们会因为量子科技而联想到量子计算机,这其实是一种错觉,这是两种不同的概念。值得特别强调的是,中国的量子信息绝不是一花独放,而是百花争春。仅仅在科大,大的研究组就有郭光灿院士、潘建伟院士、杜江峰院士三家,比较小的就数不过来了。

举例是论证的一种手段,也是最直观的,不让我举例,让我归缪么?你可以先简述量子力学的发展然后 论点1 使人们认识了微观,扩大了人们的视野,影响了人们的哲学观点(西方物理与哲学渊源很深) 用例子说明论点2 激发了人们的探索热情 以致20世纪初物理学突飞猛进 进而刺激了新的科技革命 例子论点3 量子理论用于实际(核能,计算机)为人们学习研究提供了工具与能源(核能现在还不明显,但100年以后石油煤烧完后呢) 例子等等等等

量子动力学研究进展论文

编译 | 未玖

Science , 13 MAY 2022, VOL 376, ISSUE 6594

《科学》 2022年5月13日,第376卷,6594期

物理学 Physics

Quantum gas microscopy of Kardar-Parisi-Zhang superdiffusion

KPZ超扩散的量子气体显微镜

作者:DAVID WEI, ANTONIO RUBIO-ABADAL, BINGTIAN YE, FRANCISCO MACHADO, JACK KEMP, KRITSANA SRAKAEW, ET AL.

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摘要:

Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)普适性类描述了大量经典随机模型的粗粒度行为。令人惊讶的是,最近人们推测KPZ普适性也可用于描述一维量子海森堡模型中的自旋输运。

研究组通过多达50个自旋的自旋链畴壁弛豫,在冷原子量子模拟器中实验探测输运来验证这个猜想。他们发现,畴壁弛豫确实由KPZ动力学指数z=3/2控制,KPZ标度的出现需要可积性和非阿贝尔SU(2)对称性。

最后,研究组利用量子气体显微镜实现的单自旋敏感性探测,来测量基于自旋输运统计的可观测数据。该研究结果产生了一个明确的非线性特征,这是KPZ普适性的一个标志。

Abstract:

The Kardar-Parisi-Zhang (KPZ) universality class describes the coarse-grained behavior of a wealth of classical stochastic models. Surprisingly, KPZ universality was recently conjectured to also describe spin transport in the one-dimensional quantum Heisenberg model. We tested this conjecture by experimentally probing transport in a cold-atom quantum simulator via the relaxation of domain walls in spin chains of up to 50 spins. We found that domain-wall relaxation is indeed governed by the KPZ dynamical exponent z = 3/2 and that the occurrence of KPZ scaling requires both integrability and a nonabelian SU(2) symmetry. Finally, we leveraged the single-spin–sensitive detection enabled by the quantum gas microscope to measure an observable based on spin-transport statistics. Our results yield a clear signature of the nonlinearity that is a hallmark of KPZ universality.

Observing emergent hydrodynamics in a long-range quantum magnet

在长程量子磁体中观测新兴流体动力学

作者:M. K. JOSHI, F. KRANZL, A. SCHUCKERT, I. LOVAS, C. MAIER, R. BLATT, ET AL.

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摘要:

确定非平衡量子态的普适性质是现代物理学的一个重大挑战。一个有趣的预测是,经典流体力学普遍出现在任何相互作用的量子系统演化中。

研究组通过实验探测了51个单独控制离子的量子动力学,实现了长程相互作用的自旋链。通过测量无限温度状态下的时空分辨关联函数,他们观测到了整个从正常扩散到反常超扩散的流体动力学普适性类家族,均由Lévy飞行描述。

研究组提取了流体力学理论的输运系数,反映了系统的微观性质。该结果表明,工程量子系统有潜力为量子物质非平衡态的普适性提供关键见解。

Abstract:

Identifying universal properties of nonequilibrium quantum states is a major challenge in modern physics. A fascinating prediction is that classical hydrodynamics emerges universally in the evolution of any interacting quantum system. We experimentally probed the quantum dynamics of 51 inpidually controlled ions, realizing a long-range interacting spin chain. By measuring space-time–resolved correlation functions in an infinite temperature state, we observed a whole family of hydrodynamic universality classes, ranging from normal diffusion to anomalous superdiffusion, that are described by Lévy flights. We extracted the transport coefficients of the hydrodynamic theory, reflecting the microscopic properties of the system. Our observations demonstrate the potential for engineered quantum systems to provide key insights into universal properties of nonequilibrium states of quantum matter.

材料科学 Materials Science

Highly enhanced ferroelectricity in Hf O2 -based ferroelectric thin film by light ion bombardment

轻离子轰击增强HfO2基铁电薄膜的铁电性

作者:SEUNGHUN KANG, WOO-SUNG JANG, ANNA N. MOROZOVSKA, OWOONG KWON, YEONGROK JIN, YOUNG-HOON KIM, et al.

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摘要:

非易失和准同型的后摩尔电子器件的不断发展需要集成铁电材料和半导体材料。与原子层沉积兼容的氧化铪(Hf O2 )基铁电体的出现开辟了有趣且颇有前景的研究途径。然而,Hf O2 中铁电性的起源和控制途径仍然是个谜。

研究组证明了局部氦(He)注入可以激活这些材料中的铁电性。他们还分析了可能的竞争机制,包括He离子引发的摩尔体积变化、空位再分布、空位生成和空位迁移率的激活。

这些发现既揭示了该系统中铁电性的起源,也为纳米工程二元铁电体开辟了新途径。

Abstract:

Continuous advancement in nonvolatile and morphotropic beyond-Moore electronic devices requires integration of ferroelectric and semiconductor materials. The emergence of hafnium oxide (Hf O2 )–based ferroelectrics that are compatible with atomic-layer deposition has opened interesting and promising avenues of research. However, the origins of ferroelectricity and pathways to controlling it in Hf O2 are still mysterious. We demonstrate that local helium (He) implantation can activate ferroelectricity in these materials. The possible competing mechanisms, including He ion–induced molar volume changes, vacancy redistribution, vacancy generation, and activation of vacancy mobility, are analyzed. These findings both reveal the origins of ferroelectricity in this system and open pathways for nanoengineered binary ferroelectrics

Ultrafast water permeation through nanochannels with a densely fluorous interior surface

内表面致密氟纳米通道可超快渗透水

作者:YOSHIMITSU ITOH, SHUO CHEN, RYOTA HIRAHARA, TAKESHI KONDA, TSUBASA AOKI, TAKUMI UEDA, ET AL.

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摘要:

水通道蛋白的疏水性内表面促进了水在其中的超快渗透。聚四氟乙烯有着致密的氟面,因此具有很强的防水性。

研究组报道了一系列内径为0.9-1.9纳米的含氟低聚酰胺纳米环。这些纳米环在磷脂双层膜中进行超分子聚合,形成含氟纳米通道,其内壁被氟原子密集覆盖。直径最小的纳米通道的水渗透通量比水通道蛋白和碳纳米管的水渗透通量大两个数量级。

该研究所提出的纳米通道具有可忽略的氯离子(C l- )渗透性,这是由静电负氟内表面提供的强大静电屏障造成的。因此,这种纳米通道有望在脱盐过程中显示出近乎完美的阻盐。

Abstract:

Ultrafast water permeation in aquaporins is promoted by their hydrophobic interior surface. Polytetrafluoroethylene has a dense fluorine surface, leading to its strong water repellence. We report a series of fluorous oligoamide nanorings with interior diameters ranging from 0.9 to 1.9 nanometers. These nanorings undergo supramolecular polymerization in phospholipid bilayer membranes to form fluorous nanochannels, the interior walls of which are densely covered with fluorine atoms. The nanochannel with the smallest diameter exhibits a water permeation flux that is two orders of magnitude greater than those of aquaporins and carbon nanotubes. The proposed nanochannel exhibits negligible chloride ion (C l- ) permeability caused by a powerful electrostatic barrier provided by the electrostatically negative fluorous interior surface. Thus, this nanochannel is expected to show nearly perfect salt reflectance for desalination.

化学 Chemistry

Scalable processing for realizing 21.7%-efficient all-perovskite tandem solar modules

可扩展处理实现21.7%效率的全钙钛矿串联太阳能模块

作者:KE XIAO, YEN-HUNG LIN, MEI ZHANG, ROBERT D. J. OLIVER, XI WANG, ZHOU LIU, ET AL.

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摘要:

将全钙钛矿串联太阳能电池作为模块而非单结结构来制造面临诸多挑战,包括生长高质量的宽禁带钙钛矿,以及减缓互连触点处卤化物和金属互扩散造成的不可逆退化。

研究组展示了使用可扩展制造技术制备高效全钙钛矿串联太阳能模块。通过系统调节无甲基铵1.8eV混合卤化物钙钛矿的铯比,他们提升了大面积刀片涂层薄膜的结晶均匀性。

研究组在互连的子电池间引入导电共形“扩散势垒”,以提高全钙钛矿串联太阳能模块的功率转换效率(PCE)和稳定性。

该串联模块获得了21.7%的认证PCE,孔径面积为20 c m2 ,在模拟1-太阳光照下连续运行500小时后仍保持75%的初始效率。

Abstract:

Challenges in fabricating all-perovskite tandem solar cells as modules rather than as single-junction configurations include growing high-quality wide-bandgap perovskites and mitigating irreversible degradation caused by halide and metal interdiffusion at the interconnecting contacts. We demonstrate efficient all-perovskite tandem solar modules using scalable fabrication techniques. By systematically tuning the cesium ratio of a methylammonium-free 1.8–electron volt mixed-halide perovskite, we improve the homogeneity of crystallization for blade-coated films over large areas. An electrically conductive conformal “diffusion barrier” is introduced between interconnecting subcells to improve the power conversion efficiency (PCE) and stability of all-perovskite tandem solar modules. Our tandem modules achieve a certified PCE of 21.7% with an aperture area of 20 square centimeters and retain 75% of their initial efficiency after 500 hours of continuous operation under simulated 1-sun illumination.

地球科学 Earth Science

High-resolution mapping of losses and gains of Earth’s tidal wetlands

全球潮汐湿地消长的高分辨率绘图

作者:NICHOLAS J. MURRAY, THOMAS A. WORTHINGTON, PETE BUNTING, STEPHANIE DUCE, VALERIE HAGGER, CATHERINE E. LOVELOCK, ET AL.

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摘要:

人们预期潮汐湿地会对全球环境变化做出动态响应,但湿地损失在多大程度上被湿地增加所抵消仍不清楚。

研究组对卫星数据进行了全球分析,以同时监测1999-2019年间三种高度互联的潮间生态系统类型——潮滩、潮沼和红树林的变化。

在全球范围内,13700 k m2 的潮汐湿地已经消失,但被9700 k m2 的湿地增加所抵消后,最终20年间净缩减4000 k m2 。

研究组发现,这些损失和增长中有27%与直接人类活动有关,例如转向农业和恢复失去的湿地。所有其他变化都归因于间接驱动因素,包括沿海过程和气候变化的影响。

Abstract:

Tidal wetlands are expected to respond dynamically to global environmental change, but the extent to which wetland losses have been offset by gains remains poorly understood. We developed a global analysis of satellite data to simultaneously monitor change in three highly interconnected intertidal ecosystem types—tidal flats, tidal marshes, and mangroves—from 1999 to 2019. Globally, 13,700 square kilometers of tidal wetlands have been lost, but these have been substantially offset by gains of 9700 k m2 , leading to a net change of 4000 k m2 over two decades. We found that 27% of these losses and gains were associated with direct human activities such as conversion to agriculture and restoration of lost wetlands. All other changes were attributed to indirect drivers, including the effects of coastal processes and climate change.

物理学家,是指探索、研究世界的组成与运行规律的科学家。这是我为大家整理的关于物理学家学术论文,仅供参考!

对物理学家失误的解读

摘 要:通过在物理教学中客观介绍物理学家的失误,从而正确认识科学发展的曲折和科学家付出劳动的艰辛,并在实际探究的过程中体验物理学家研究问题的方法,发展科学探究所必需的创新思维,从而提高学生科学探究的能力。

关键词:失误;科学探究;创新思维

中图分类号:G420 文献标识码:A

文章编号:1992-7711(2012)10-081-1

在物理教学中,我们更多地介绍了物理学家成功的、正确的一面,而往往忽略了他们的失误。在物理教学中客观介绍物理学家的失误,通过对他们在特定历史条件下酿成失误原因的剖析,对中学物理教学具有积极的意义。

一、在物理教学中客观介绍物理学家的失误

事实上,物理大师也会走弯路,有失误。在物理学发展的过程中,这样的事例可以说是屡见不鲜的。发现放射性元素的贝克勒尔认为要找到比铀的放射性还要大得多的元素是不大可能的;牛顿推算光在介质中的速度比真空中大;电磁波的发现者赫兹由于实验的局限而错误地认为阴极射线不带电。

中子发现的历史更值得回顾。在查德威克发现中子前,在实验中已有迹象表明在核中可能存在一种中性子。例如,1930年德国物理学家玻特和他的学生利用α粒子轰击铍元素时,发现产生了一种穿透力极强的射线。后来居里夫人的女儿I?居里和她的丈夫约里奥对这种射线进行了研究。他们将这种射线射到石蜡上,测到了有反冲质子从石蜡放出,他们认为这反冲质子是由这种不带电的的射线所轰击出来的。但遗憾的是约里奥-居里夫妇和玻特等人都没能抛弃传统的旧观念,而断言为这种射线正是大家所知的Υ射线。太可惜了!尤其对约里奥-居里夫妇而言,只要根据打出质子的动能,仔细地推算一下,假如入射粒子是Υ光子的话,那么它的能量将达几十兆电子伏,要比实验测得的这种未知中性粒子的能量大得多,于是就会发现,这种未知中性粒子不可能是Υ射线。可惜旧的传统观念太深了,以致快到手的成果丢掉了。在正电子的发现过程中,同样的失误又一次发生在约里奥-居里夫妇身上,使他们成了正如恩格斯所描述的“当真理碰到鼻子尖上的时候,还是没有得到真理”的人。

纵观物理学家们的失误,造成他们作出错误分析或错失了重大科学发现的主要原因有两个:一是科学发现和创造是人类向未知领域不断探索的一个过程,而这个过程必然是复杂的、艰难曲折的,在这样的过程中出现一些失误是难免的;二是传统思想的束缚,科学发现和创造需要丰富的想象力,需要新思想、新观念,因循守旧、墨守成规就不可能作出科学发现,但突破传统观念总是非常不容易。

二、在物理教学中介绍物理学家失误的积极意义

在物理教学中,教师引导学生认识物理学家的失误,分析失误的原因,似乎会使学生产生对科学的怀疑,对科学家的不敬,在时代呼唤更多创新人才的今天,这并非不是一件好事,将有利于学生体会到人类认识自然,改造自然是个曲折艰苦的过程,是个反复修正、反复深化的过程;有利于确立不怕挫折的信念,增强学习中的毅力;有利于学生打破思维定势,活跃课堂气氛,培养创新思维能力;有利于树立学生挑战权威,服从真理的求知精神。

当然,仅仅介绍物理学家的失误,并不能达到上述目的,更要注意向学生讲述物理学家对待失误和挫折的科学态度和不屈的探索真理的精神。约里奥-居里夫妇不仅错失了发现中子的良机,后来又错失了发现正电子的机会。但他们从失败中吸取教训,始终以饱满的工作热情、坚忍不拔的意志投入研究工作,功夫不负有心人,他们终于在1934年获得了20世纪中最重要的发现之一——人工放射性,并荣获了诺贝尔物理学奖。中国科学家王淦昌教授因为自身或客观条件的限制在发现中子、验证中微子存在等物理研究方面几次和诺贝尔奖擦肩而过,但他并没有放弃对科学热诚的追求,而是进一步拓展研究领域,在众多领域里提出了自己独到的见解,直到年逾90,仍不时到研究室去,他提出的激光引发氘核出中子的想法,成为惯性约束核聚变的重要科研项目,一旦实现,这将使人类彻底解决能源问题。

在物理教学中引导学生辨别物理学家的失误和科学上的也是值得重视的一个方面,法国物理学的权威布朗洛发现N射线就是一场巨大的。对科学史上的揭示显然可以使学生正确理解物理学家的失误,而激发学生对科学家们由衷的敬佩。在实际的教学中我们似乎更应该让学生在进行相关科学探究的实践中重复物理学家的失误,比如在讲电磁感应相关内容时,笔者有意安排了这样的实验,将电流表的表面背对学生,在插入磁铁后,让学生跑到讲台后看指针的读数,学生看过常常露出不解的神情,“指针没动啊!”可磁铁确实在线圈中啊!如此,模仿了当年科拉顿所做实验的情景,并设置了相关的问题使学生明白科拉顿的失误和法拉第的成功在创新思想上的不同之处。

三、在物理教学中介绍物理学家失误的几点反思

1.介绍物理学家的失误,促进新的课程资源不断生成。

正视并合理开发日常教学中的错误资源可以丰富课程内容,激发学生的参与热情,促进新的课程资源不断生成,对师生创造性智慧的激发会起到十分重要的作用。为此,我们可以利用学生的错误激发认知冲突,促进学生思维碰撞;抓住学生因知识经验和思维方式不同而出现的错误的观点和想法,引导学生合作交流,促进生成;不轻易剥夺学生自主发现错误的机会,为教学的有效介入创造最佳时机。

2.介绍物理学家的失误,促进教师更好地锤炼教学艺术。

既然物理学家都可以有失误,对我们教师来说在教学中的失误也就没必要去遮遮掩掩。在教学中,教学双方也会因为各种情况而发生错误,错误可能来自学生,也可能来自教师。对于学生的错误,我们常常能从容应对,对于自己的失误,我们也不能回避,而是要认真反思,究其原因,寻其策略,从而提高教学设计能力和课堂教学水平。错误的价值有时并不在于错误本身,课堂教学中的错误,对学生来说是一次很好的锻炼机会,对老师来说也可以是一次机遇,在生成性的教学中教师正确处理失误是可以锤炼教学艺术,提高自身的专业水平的。

物理学家阿伯拉罕・派斯和他的物理学史著作解读与述评

摘 要:本文主要是对阿伯拉罕・派斯进行评述,探究其对于整个物理学做出的巨大贡献。与此同时,从其著作方面入手,加强关于著作方面的科学解读,希望能够充分继承这位伟大物理学家的精神,对其贡献进一步探究,从而推动整个物理学的不断发展。

关键词:阿拉伯罕・派斯 物理学史 著作 解读 评述

2000年,作为做出杰出贡献的一位伟大物理学家,同时又是一位科学史作家,阿伯拉罕・派斯不幸去世。派斯去世的原因,主要是心脏病发作,他最后的时光在哥本哈根度过,终年82岁。

派斯,1918年出生于荷兰,属于传统犹太人。派斯的中小学教育始于阿姆斯特丹。随后,凭借着自身优异的学习成绩,他非常顺利地进入大学继续学习和深造。1938年派斯顺利毕业,并获取了两个学位,一是物理学,二是数学。但派斯并没有满足于此,而是来到乌得勒支大学,进行个人学术的进一步深造,追随导师乌伦贝克。后来乌伦贝克定居美国,因此派斯的硕士毕业论文,由罗森菲尔德进行有效指导并完成。最终派斯在1940年硕士顺利毕业,取得了相应的硕士学位。然而在当时,德国已经发动世界大战,并逐渐占领荷兰。第二年,德国宣布,7月14日之后,整个荷兰的任何一所大学,严格禁止犹太人考取博士。这件事无疑影响了派斯,他努力赶写博士论文,限期真正到来之前,他最终顺利完成论文答辩。

纵观派斯的整个求学生涯,真是十分不易。然而,派斯随后将要面对的处境更加危险和艰难。当时,纳粹分子对犹太人进行压迫,这也使当地诸多物理学家,为免于遭受迫害而选择逃避,离开了培养自己的大陆。但是派斯不同,他没有离开故土荷兰。也正因为如此,战争爆发后,派斯提心吊胆,整天需要东躲西藏。访问他的当地物理学家也越来越少,除了克拉默斯,派斯较为重要的朋友。克拉默斯访问时,一般都带科学文献,两个人进行物理学知识的相关探讨。克拉默斯本来在莱顿大学承担教授职务,但后来,犹太人解雇现象较为严重,教授对德国人的残暴行为进行了抗议,德国占领大学之后,勒令当局关闭了学校。这对派斯的日常研究,即量子电动力学,造成了极大的不便。每当回首往事,派斯都感到非常不堪。荷兰当地犹太人,包括派斯的妹妹,普遍开始被抓,然后进入死亡集中营,遭到德国人残酷的杀害。而派斯自己,幸运的是能够免于这场灾难。灾难具体情况,详见其自传体著作《欧美记事》。

第二次世界大战结束之后,1946年,派斯到达哥本哈根。在那里,派斯会见了波尔,与其一家人相处融洽。与此同时,他与波尔展开了知识方面的沟通,彼此交流十分惬意。在波尔的大力推荐下,1946年秋,派斯前往美国进行访问和调查,访问的具体地点为普林斯顿,当地的一家高等研究所,但是在当时,这个研究所成立时间不长,物理学的相关研究并没有取得杰出成果。不过研究所的物理学家鉴于自身多年的经验,告诫派斯,研究过程中,如果一味闭门造车,是绝对行不通的,需要广泛涉猎。派斯听取了同行的建议,决定不再回欧洲,留下来潜心研究物理学。

派斯刚刚来到美国的时候,量子电动力学的研究取得了革命性的进展,理论物理学也得到了极大的发展。1947年,设尔特岛会议顺利召开,派斯有幸受邀参加。在这次会议上,施温格做出了科学量子力界的报告,报告非常详细。与此同时,“费曼图”这一理念得以提出。

派斯深深明白,量子电动力学领域,今后势必具有广阔的发展前景,但是这似乎已经和自己的关系不是那么密切了。尽管这方面的雄心有一定的挫败,但是派斯并没有被真正击败,而是转向宇宙线的相关领域。派斯变得更加努力,在加强探索的同时秉承更加积极的态度,针对现象进行科学合理的解释。基于此,派斯得以明确自身的方向,并着眼于基本粒子,研究工作也得到了充分的贯彻落实。

派斯经过大量研究,逐渐提出了协同产生规律等方面的内容,这在日后得到了有效证明和确立。后来,新量子数即奇异数,诞生并发展,关于这方面,派斯曾经与盖尔曼展开过合作,但是实验研究最终失败。

派斯仍然不放弃进行研究,最终提出了K介子混合理念。基于物理学本质来说,量子力学得到了充分诠释,态叠加原理也得到了完善。但是很多物理学家不禁产生了疑问,粒子混合究竟能否符合实际?然而,我们如果站在量子力学角度进行分析,透过基本粒子的本质,会发现观察量具有自带属性的特点,本身存在相应特征和形态。在态叠加原理的应用过程中,守恒电子数一旦满足这一相同条件,粒子混合就能实现。经过派斯等人的共同努力,K介子系统问题得到了充分解决。在这之后,粒子混合不断涌现。不久,科学界又提出了量子排这一概念。通过量子排方面的科学研究,粒子物理学得到了更快的发展,最终在一定程度上推动了原子物理学的发展,并对其形成一定反哺。基于此,量子力学概念得到普及和推广。量子排现象之所以提出较晚,很大一部分原因是人们不敢对其进行大胆想象。

派斯在其他领域同样做出过一定贡献,比如G宇宙领域。然而,在70年代末,派斯逐渐转向物理学史,注重加强这方面的探索和研究,朝着作家的方向发展,并在这方面进展顺利,例如爱因斯坦传记得到了广泛好评,波尔传记也同样大获成功,中文出版量相当可观。还有关于基本粒子方面的科学史巨著《基本粒子的物理学史》的中译本也问世。派斯造诣十分高深,熟知理论物理,对物理学史的叙述表现出一种深刻的洞察。除此之外,派斯语言能力超强,除了母语荷兰语外,他还熟悉地掌握了英语、法语、德语、丹麦语,这为他的科学史研究提供了极大的便利。

派斯的物理学著作,内容更加凸显真实性,如对科学界出现的错误等都进行了如实体现。特别是曾经承受的挫折、物理学走过的弯路,以及物理学家在长期探索过程中经历的迷惘、物理学家个人存在哪些不足等,他都较为直率地指出。

比方说,在爱因斯坦传中,派斯对爱因斯坦的不成熟之处以及其研究中走过的弯路、犯过的错误都进行了毫不客气的说明。再比如,书中指出,马赫原理虽然没有对物理学理论起过推动作用,但它仍然可能是未来的研究课题。

虽然派斯对波尔十分尊重和爱戴,但在波尔传记中对其并未有讳言。比方说,在量子力学领域波尔失误不少,尤其是波尔还曾否定已经被广泛认可的能量守恒定律,对此派斯在书中也如实进行了记录。除此之外,他还指出了哥本哈根阵营中泡利、狄克拉等人对波尔的不满之词。

由此可见,派斯在潜心著作的过程中,始终秉承公允的态度,并且敢于分析伟大物理学家的不足,敢于说出真话,态度十分端正,因而学术界对其十分认可和重视。派斯尤其重视书名,绞尽脑汁之后,才能拟定完成,而且一定要别出心裁。

1963年,派斯最终选择离开普林斯顿大学,来到了纽约,进入洛克菲勒大学工作,直到退休。1990年,派斯同他的第三任妻子――丹麦人类学家尼可莱森结婚,结婚之后,派斯每年往来穿梭于纽约和哥本哈根之间。2000年,派斯的《科学英才:20世纪物理学家群像》问世,这部著作是派斯从个人视角对自己所认识的物理学家进行的速写,是他的最后一部著作。

参考文献:

[1] 史明宇,陈绍军.“社会事实”与“自然物质”客观性存在的条件比较――社会学与量子力学的对话[J].理论月刊,2013(2).

[2] 刘昊淼.浅析量子力学无限方势阱――通过无限深势阱来理解量子力学非定域性[J].神州(上旬刊),2013(9).

[3] 胡化凯.20世纪50―70年代中国对哥本哈根学派量子力学诠释的批判[J].科学文化评论,2013,10(1).

[4] 张占新,莫文玲,王凤鸣等.通过计算氢原子的玻尔半径,加深对量子力学的理解[J].大学物理,2011(30).

[5] 朱安远,朱婧姝,郭华珍等.20世纪最伟大的科学巨匠――阿尔伯特・爱因斯坦(下)[J].中国市场,2013(46).

种子包衣技术研究进展论文

种子包衣是20世纪80年代中期研究开发的一项促进农业增产丰收的高新技术,用种衣剂包过的种子播种后,能迅速吸水膨胀。

随着种子内胚胎的逐渐发育以及幼苗的不断生长,种衣剂将含有的各种有效成分缓慢地释放,被种子幼苗逐步吸收到体内,从而达到防治苗期病虫害、促进生长发育、提高作物产量的目的。

扩展资料:

种子包衣技术的优点

1、确保苗全、苗齐、苗壮

2、省种省药,降低生产成本

3、利于保护环境

4、有利于提高种子商品性

5、对于籽粒小且不规则的种子,经丸化处理后,可使种子体积增大,形状、大小均匀一致,有利 于机械化播种。

参考资料来源:百度百科-种子包衣

参考资料来源:百度百科-种子包衣技术

种子包衣 种子包衣是指在作物或其它植物种子上包裹上一层能迅速固化的膜,在膜内可加入针对作物和土壤的农药、微肥、有益微生物或植物生长调节剂。该膜与其中含有的其它成份叫做种衣剂。可见,种衣剂是针对作物、土壤以及农业生产中的问题(如作物病虫草害、土传病菌和害虫等)制备的,故经包衣种子科技含量高。

包衣种外面包裹层药物外壳起防虫、促进发芽等作用些极细粉末状种团起便操作般矮牛包衣颗种包衣种般种种注意保持湿度要让包衣干掉F1代直接通育种种性状特征优秀且稳定种;F1代种种再结F2代通现性状离花色花形发变化(通退化)查看原帖>>

种子包衣是根据胶体化学稳定及高分子聚合成膜原理,以种子为载体、种衣剂为原料、包衣机为手段,在种子外表均匀地包上一层药膜的过程,它是集生物、化工、机械多学科成果于一体的综合性种子处理高新技术。

种子包衣根据其包膜的厚薄和形状,可分为丸化种子和包膜种子。丸化种子是为适应精量播种需要,通常把小粒或形状不规则的种子做成在大小和形状上没有明显差异的球状种子单位。包膜种子形状类似于原来的种子单位,其形状和重量变化较小。

量子光栅的研究进展论文怎么写

进展就是你所研究的领域现在发展到什么水平了。你可以从你研究的东西的起源开始写,是怎么发现的。然后在写有哪些人做过这个研究并得出了什么结论或哪些方面做过研究,有哪些人做。最后要总结一下,做了这么多研究有哪些不足,这个不足就是你要研究的东西。也就是你研究的价值。

论文进展情况怎么写 40分 我的论文是在导师的指导下,从选题开始,经过了收集资料、编制论文提纲、完成 开题报告等论文撰写过程,现在论文初稿已基本完成,取得了阶段性的成果。 我的论文主要研究礼貌原则视角下委婉语的差异,通过运用对比,分析,举例例证等写作手法进行研究,总结委婉语在中英生活中的运用差异,怎样更好运用委婉语,进而达到使跨文化交际更顺畅的目的。 在资料收集阶段,由于相关的资料文献较多,针对什么什么,需要在什么什么基础上中大量蒐集较为新颖的例证,并进行较深入的思考,我耗费了大量的精力和时间来阅读、观看电影、思考、分析和整理。接下来,按照预期的工作进度,下一步,首先要针对论文的文字、格式和内容进行基本的修改,使之精简和升华;其次我需要多翻阅一些参考文献、更有针对性的在什么什么中寻找例证来支持论点,之后需要在老师的指导之下,再对我论文进行梳理,看能否再找出一些创新点来使论文更加出彩。 从毕业论文开始以来,我严格按照指导老师的要求,采用一丝不苟的学习态度,从图书馆从因特网详细查找了与消费心理、消费行为以及广告策略相关的文献资料,设计制作了调查问卷并进行实地调查,并以论文任务书和开题报告为立足点,按部就班,已初步完成设计的大部分工作,以下是具体进展情况。1.毕业设计(论文)工作任务的进展情况 (1)提交开题报告,参加开题答辩。(已完成) (2)编写调查问卷,进行调研活动。(已完成)。 (3)撰写论文初稿。(已完成) (4)修改论文初稿,完成正稿。(进行中) 已经认真写好开题报告,并在规定日期交给张俊老师。 已经完成调研活动,主要以调查问卷为主,实印刷50份调查问卷,随机发放给本校学生,实收回48份。经过对数据的整理分析,总结出当代大学生消费特点、消费倾向、消费存在的问题,分析了形成这些现象的主观原因及客观原因。 已经完成论文的初稿撰写。 研究本题目的意义:大学生的消费行为,与其他消费者一样,也要经历认识过程、情感过程和意志过程。大学生所受教育的经历和所处的特殊的校园环境,使得他们成为社会上一个比较特殊的消费群体,产生了与其他消费者不同的消费需求,具有比较特殊的消费心理,外观为不同的消费行为。如果能够充分认识大学生的消费心理以及由此而进行的消费行为特征,便可以为商家进行针对大学的广告策略提供有力的理论指导和实际数据依据。 大学生消费的方面:主要有基本生活消费、学习消费、休闲娱乐消费、人际交往消费等几个方面。 大学生消费特征:包换潮汐性、独特性与普遍性共存、符号性、情感指导性。大学生的消费容易出现潮汐现象。即一个新事物、新品牌在大学生市场的渗透会在某一个节点出现突然的高峰。原因可以从多角度解释,但根源在于:大学生高度一致的群体认同感。当代大学生追求个性,希望自己被视为有独特风格的人。于是,他们追求独特、新奇、时髦的产品。但与此同时,特特、新奇带来的往往是流行、普及,从个体消费走向普遍消费,有时过程并不复杂。商品除了使用价值和交换价值以外,还具有另外一种价值属性,那就是符号价值。一件商品,越是能够体现消费者的社会地位和社会声望,越是能够将消费者与其他人区别开来,它的符号价值也就越高。这种“重视商品所传达的社会和个人信息的消费行为,就叫做符号消费”。于是,大学生们选择和消费的产品或品牌成了自我表现、体现个性的工具,成为社会群体文化的符号象征,成了人与人之间相互认同获取分的标记。大学生是一个特殊的消费阶层,其消费行为体现出追求新潮、时尚、情趣的特点,相对其他群体而言则带有更多的情感因素。因为他们不仅希望商品能够在实用性方面满足人的需要,还希望商品...... 论文中期检查表的论文进展情况怎么写? 进展情况: 1. 查阅了大量的相关资料,包括国内外有关文献,国内外众学者的相关论文、专著,以及国 内外相关新闻报道等,对所要着手研究的课题作全面地了解与认识。 2. 在对所蒐集资料认真研究的基础上,拟定论文题目,填写开题报告。 3. 对论文作初步构思,构建主体框架,写出论文提纲。 4. 在互师的指导下,完成论文的初稿。 论文进展情况怎么写 论文摘要之撰写通常在整篇论文将近完稿期间开始,以期能包括所有之内容。但亦可提早写作,然后视研究之进度作适当修改。有关论文摘要写作时应注意下列事项: 10、整理你的材料使其能在最小的空间下提供最大的信息面。 11、用简单而直接的句子。避免使用成语、俗语或不必要的技术性用语。 12、请多位同僚阅读并就其简洁度与完整性提供意见。 论文进展情况怎么写 进展就是你所研究的领域现在发展到什么水平了。你可以从你研究的东西的起源开始写,是怎么发现的。然后在写有哪些人做过这个研究并得出了什么结论或哪些方面做过研究,有哪些人做。最后要总结一下,做了这么多研究有哪些不足,这个不足就是你要研究的东西。也就是你研究的价值。 论文进度安排怎么写 毕业论文计划进度 第7学期第20周1月8日指导教师与学生见面,指导学生选题,初步查找,收集相关资料. 第7学期结束即1月20日前,由指导教师下达毕业论文(设计)任务书,制定毕业论文(设计)相关计划. 第8学期第2周结束即2月23日前,学生应完成开题报告,并交给指导教师审阅.指导教师将开题报告电子版统一提交至系里留档. 第8学期第8周(4月2日-4月6日),我系将组织毕业论文(设计)中间检查,检查内容涉及:学生论文(设计)任务书的执行情况;指导教师的指导情况;毕业论文(设计)工作各环节的跟踪检查及改进措施. 学生在第8学期11周结束即4月27日以前完成论文(设计)初稿,并交给指导教师审阅. 学生根据指导教师提出的修改意见对论文(设计)进行修改,在鸡8学期14周结束即5月18日以前完成论文的最终定稿,交指导教师和评阅教师评阅,并准备论文(设计)答辩. 初步定在第8学期第15周(5月21日-5月25日)进行毕业论文(设计)答辩. 在答辩结束一周内系里进行毕业论文(设计)工作总结并将相关材料和工作总结报教务部备案. 毕业论文目前进展情况怎么写 毕业论文答辩的目的 毕业论文答辩的目的,对于组织者——校方,和答辩者——毕业论文作者是不同的。校方组织毕业论文答辩的目的简单说是为了进一步审查论文,即进一步考查和验证毕业论文作者对所著论文论述到的论题的认识程度和当场论证论题的能力;进一步考察毕业论文作者对专业知识掌握的深度和广度;审查毕业论文是否学员自己独立完成等情况。 第一,进一步考查和验证毕业论文作者对所著论文的认识程度和当场论证论题的能力是高等学校组织毕业论文答辩的目的之一。一般说来,从学员所提交的论文中,已能大致反映出各个学员对自己所写论文的认识程度和论证论题的能力。但由于种种原因,有些问题没有充分展开细说,有的可能是限于全局结构不便展开,有的可能是受篇幅所限不能展开,有的可能是作者认为这个问题不重要或者以为没有必要展开详细说明的;有的很可能是作者深不下去或者说不清楚而故意回避了的薄弱环节,有的还可能是作者自己根本就没有认识到的不足之处等等。通过对这些问题的提问和答辩就可以进一步弄清作者是由于哪种情况而没有展开深入分析的,从而了解学员对自己所写的论文的认识程度、理解深度和当场论证论题的能力。 第二,进一步考察毕业论文作者对专业知识掌握的深度和广度是组织毕业论文答辩所要达到的目的之二。通过论文,虽然也可以看出学员已掌握知识面的深度和广度。但是,撰写毕业论文的主要目的不是考查学员掌握知识的深广度,而是考查学员综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力,培养和锻炼进行科学研究的能力。学员在写作论文中所运用的知识有的已确实掌握,能融会贯通的运用;有的可能是一知半解,并没有转化为自己的知识;还有的可能是从别人的文章中生搬硬套过来,其基本涵义都没搞清楚。在答辩会上,答辩小组成员把论文中有阐述不清楚、不祥细、不完备、不确切、不完善之处提出来,让作者当场作出回答,从而就可以检查出作者对所论述的问题是否有深广的知识基础、创造性见解和充分扎实的理由。 第三,审查毕业论文是否学员独立完成即检验毕业论文的真实性是进行毕业论文答辩的目的之三。撰写毕业论文,要求学员在教师的指导下独立完成,但它不像考试、考查那样,在老师严格监视下完成,而是在一个较长的时期(一般为一个学期)内完成,难免会有少数不自觉的学生会投机取巧,采取各种手段作弊。尤其是像电大、函大等开放性大学,学员面广、量大、人多、组织松散、素质参差不齐,很难消除捉刀代笔、抄袭剽窃等不正之风的出现。指导教师固然要严格把关,可是在一个教师要指导多个学员的不同题目,不同范围论文的情况下对作假舞弊,很难做到没有疏漏。而答辩小组或答辩委员会有三名以上教师组成,鉴别论文真的能力就更强些,而且在答辩会上还可通过提问与答辩来暴露作弊者,从而保证毕业论文的质量。 对于答辩者(毕业论文作者)来说,答辩的目的是通过,按时毕业,取得毕业证书。学员要顺利通过毕业论文答辩,就必须了解上述学校组织毕业论文答辩的目的,然后有针对性的作好准备,继续对论文中的有关问题作进一步的推敲和研究,把论文中提到的基本树料搞准确,把有关的基本理论和文章的基本观点彻底弄懂弄通。 毕业论文的进度和计划安排怎么写~~请详细些~~ 第1周:确定论文主题方向,进行论文题目的筛选。 第2周:以论文题目为核心,对相关资料进行收集和翻阅。 第3周:对已蒐集的资料加以整理,论证分析论文的可行性、实际性,将论文题目和大致范围确定下来,进行开题报告。 第4周:整合已有资料、构筑论郸的大纲。 第5—8周:根据查找的数据和相关资料,进行深入详实的论文编写工作,对论文编写过程中所发现的问题,研究其解决方案,推敲整合,并进行修改完善,准备论文中期检查。 第9-13周:完成论文的初稿部分,向指导老师寻求意见,优化论文的结构,润色语句,修改不当之处,补充不足之处。 第14-15周,论文资料整合,最终定稿,为最终的答辩做好各方面准备,熟悉论文内容,增强自己对论文内容的把握,进行一定的思维发散,设计论文答辩。 第16周:论文答辩。 毕业论文开题报告里的研究进度安排怎么写 (一)2015年10月初----2015年10月底,开题报告。 (二)2015年10月初----2015年10月底,资料整理。 (三)2016年3月初----2016年4月底,论文初稿。 (四)2016年2月初----2016年5月底,论文定稿。 (1)2016年3月初----2016年3月底,开题报告。 (2)2016年4月初----2016年7月底,资料整理。 (3)2016年8月初----2016年10月底,论文初稿。 (4)2016年11月初----2016年2月底,论文定稿。 论文进展情况怎么写 把想知道的写具体一点,在网上找找,一定能找到可提供一些帮助的 硕士学位论文的工作进展报告怎么写 很多资料的,参考,,,没问题哦

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毕业论文进展情况怎么写?关于你的论文写作,我们应该用这些方面来分析,首先是主题选择。实验。文献阅读,其次是论文写作。最后是中期评估。paperfree小编给大家讲解。 1.文献阅读。 要求每个学生在为您设置主题选择后,根据主题选择内容阅读文献,并撰写6000-8000字的文献综述。综述要求不少于50份参考文献,其中不少于15份英语文献。在学校开学的第一周,我将打印阅读的文献和评论并交给我。 2.关于选题。 每个月,我都会向你汇报论文的进展情况。目前,这里有足够的资金来确保每个学生毕业论文的实验资金。列出一些具体的主题,我决定发送给你,你讨论选择。 3.中期考核。 把这样的框架给学生之后,他们就不会再感到茫然了,只要按照老师的要求按时完成,他们就知道自己每个月的主要任务是什么。当然,这只是一个简单的例子。对于不同的学科,重点可能会有所不同。论文很容易。 4.写论文。 写毕业论文,把毕业论文的第一版给我。同时,我会反馈给你的意见,并根据意见进一步改进。提交毕业论文第二版,我会反馈给你第二版的意见,并根据意见进一步改进。提交毕业论文答辩版,提交答辩PPT,根据我反馈的第三个意见修改为答辩状态。 5.关于实验。 由于这学期有些学生需要参加研究生入学考试复习,原则上不再为每个人安排现场实验。几年后,严格按照实验计划完成论文的每一个实验。 一般来说,我希望所有的老师都能在指导大四毕业生的毕业论文上为学生建立系统的安排,帮助我们的学生顺利完成毕业论文。

半导体量子点的研究进展的论文

新型半导体材料的研究和突破,常常导致新的技术革命和新兴产业的发展。以氮化镓为代表的第三代半导体材料,是继第一代半导体材料(以硅基半导体为代表)和第二代半导体材料(以砷化镓和磷化铟为代表)之后,在近10年发展起来的新型宽带半导体材料。 以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料,内、外量子效率高,具有高发光效率、高热导率、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等特性,是世界上目前最先进的半导体材料。它的研究开发,不仅会带来IT行业数字化存储技术的革命,也将彻底改变人类传统照明的历史。 氮化镓材料可制成高效蓝、绿光发光二极管LED和激光二极管LD(又称激光器),并可延伸到白光LED,用高效率蓝绿光发光二极管制作的超大屏幕全色显示,可用于室内室外各种场合的动态信息显示,使超大型、全平面、高清晰、无辐射、低功耗、真彩色大屏幕在显示领域占有更大的比重。高效率白光发光二极管作为新型高效节能固体光源,使用寿命超过10万小时,可比白炽灯节电5-10倍,达到了节约资源、减少环境污染的双重目的。蓝光半导体激光器用于制作下一代DVD,可比现在的CD光盘提高存储密度20倍以上。另一方面,氮化镓材料宽带隙的特点也保证了它在高温、大功率以及紫外光探测器等半导体器件方面的应用前景,它具有高可靠性、高效率、快速响应、长寿命、全固体化、体积小等优点,在宇宙飞船、火箭羽烟探测、大气探测、火灾等领域内也将发挥重大作用。

编译 | 未玖

Science , 06 AUGUST 2021, VOL 373, ISSUE 6555

《科学》 2021年8月6日,第373卷,6555期

物理学 Physics

Quantum-enhanced sensing of displacements and electric fields with two-dimensional trapped-ion crystals

二维捕获离子晶体对位移和电场的量子增强传感

作者:Kevin A. Gilmore, Matthew Affolter, Robert J. Lewis-Swan, Diego Barberena, Elena Jordan, Ana Maria Rey.

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摘要

完全可控的超冷原子系统正在为量子传感创造机会,但通过利用纠缠展示有价值应用中的量子优势仍然是一项具有挑战性的任务。

研究组实现了一个多体量子增强传感器,使用约150个捕获离子的晶体来探测位移和电场。晶体的质心振动模式作为高Q机械振荡器,集体电子自旋作为测量装置。

通过纠缠振荡器和集体自旋,并通过多体回波控制相干动力学,位移被映射为自旋旋转,同时避免了量子反作用和热噪声。

研究组实现了低于标准量子极限8.8 0.4分贝的位移灵敏度,以及在1秒内测量240 10纳伏/米的电场灵敏度。适当改进后应该能够利用捕获离子来寻找暗物质。

Abstract

Fully controllable ultracold atomic systems are creating opportunities for quantum sensing, yet demonstrating a quantum advantage in useful applications by harnessing entanglement remains a challenging task. Here, we realize a many-body quantum-enhanced sensor to detect displacements and electric fields using a crystal of ~150 trapped ions. The center-of-mass vibrational mode of the crystal serves as a high-Q mechanical oscillator, and the collective electronic spin serves as the measurement device. By entangling the oscillator and collective spin and controlling the coherent dynamics via a many-body echo, a displacement is mapped into a spin rotation while avoiding quantum back-action and thermal noise. We achieve a sensitivity to displacements of 8.8 0.4 decibels below the standard quantum limit and a sensitivity for measuring electric fields of 240 10 nanovolts per meter in 1 second. Feasible improvements should enable the use of trapped ions in searches for dark matter.

Modeling of emergent memory and voltage spiking in ionic transport through angstrom-scale slits

埃级别狭缝离子输运中的新兴记忆和电压尖峰模型

作者:Paul Robin, Nikita Kavokine, Lydéric Bocquet.

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摘要

纳米流体学的最新进展使水能够限制在单个分子层内。这种单分子层电解质有望通过离子传输的分子控制实现生物激发功能。然而,人们对这些体系中的离子动力学的了解仍然很少。

研究组发展了一个由分子动力学模拟支持的分析理论,该理论预测了离子输运在准二维狭缝中的强非线性效应。

研究组发现,在电场作用下,离子聚集成细长的团簇,其缓慢的动力学行为导致滞后传导。这种现象被称为忆阻效应,可以用来构建基本神经元。

作为概念证明,研究组对两个纳米流体狭缝进行了分子模拟,重现了霍奇金-赫胥黎模型,并观察了具有神经形态活动特征的电压尖峰自发发射。

Abstract

Recent advances in nanofluidics have enabled the confinement of water down to a single molecular layer. Such monolayer electrolytes show promise in achieving bioinspired functionalities through molecular control of ion transport. However, the understanding of ion dynamics in these systems is still scarce. Here, we develop an analytical theory, backed up by molecular dynamics simulations, that predicts strongly nonlinear effects in ion transport across quasi–two-dimensional slits. We show that under an electric field, ions assemble into elongated clusters, whose slow dynamics result in hysteretic conduction. This phenomenon, known as the memristor effect, can be harnessed to build an elementary neuron. As a proof of concept, we carry out molecular simulations of two nanofluidic slits that reproduce the Hodgkin-Huxley model and observe spontaneous emission of voltage spikes characteristic of neuromorphic activity.

材料科学 Materials Science

Suppressing atomic diffusion with the Schwarz crystal structure in supersaturated Al–Mg alloys

施瓦茨晶体结构抑制过饱和铝镁合金中的原子扩散

作者:W. Xu, B. Zhang, X. Y. Li, K. Lu.

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摘要

金属中的高原子扩散率可通过调整扩散过程实现其结构和性能的可调性,但这会导致其定制性能在高温下不稳定。通过制造单晶或大量合金化消除扩散界面有助于解决这一问题,但不会抑制高同系温度下的原子扩散。

研究组发现施瓦茨晶体结构在具有极细晶粒的过饱和铝镁合金中可有效抑制原子扩散。通过形成这些稳定的结构,纳米晶粒中扩散控制的金属间化合物析出及其粗化被抑制到平衡熔化温度,在此温度附近,表观跨边界扩散率降低了约七个数量级。

利用施瓦茨晶体结构开发先进的高温应用工程合金意义重大。

Abstract

High atomic diffusivity in metals enables substantial tuneability of their structure and properties by tailoring the diffusional processes, but this causes their customized properties to be unstable at elevated temperatures. Eliminating diffusive interfaces by fabricating single crystals or heavily alloying helps to address this issue but does not inhibit atomic diffusion at high homologous temperatures. We discovered that the Schwarz crystal structure was effective at suppressing atomic diffusion in a supersaturated aluminum–magnesium alloy with extremely fine grains. By forming these stable structures, diffusion-controlled intermetallic precipitation from the nanosized grains and their coarsening were inhibited up to the equilibrium melting temperature, around which the apparent across-boundary diffusivity was reduced by about seven orders of magnitude. Developing advanced engineering alloys using the Schwarz crystal structure may lead to useful properties for high-temperature applications.

Hierarchical-morphology metafabric for scalable passive daytime radiative cooling

被动日间辐射冷却的形态分级超材料织物

作者:Shaoning Zeng, Sijie Pian, Minyu Su, Zhuning Wang, Maoqi Wu, Xinhang Liu, et al.

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摘要

将被动辐射冷却结构融入个人热管理技术可有效保护人类免受日益加剧的全球气候变化影响。

研究组发现,由于整个超材料织物中随机分散的散射体的形态分级设计,大规模编织的超材料织物可在大气窗口中具有94.5%的高发射率,在太阳光谱中具有92.4%的高反射率。

通过可扩展的工业纺织品制造路线,研究组的超材料织物在保持高辐射冷却能力的同时,展现出了商业服装理想的机械强度、防水性和透气性。实际应用测试表明,这种超材料织物覆盖的人体温度可比商用棉织物覆盖的人体温度低约4.8 。

超材料织物的成本效益和高性能为智能服装、智能纺织品和被动辐射冷却应用提供了巨大优势。

Abstract

Incorporating passive radiative cooling structures into personal thermal management technologies could effectively defend humans against intensifying global climate change. We show that large-scale woven metafabrics can provide high emissivity (94.5%) in the atmospheric window and high reflectivity (92.4%) in the solar spectrum because of the hierarchical-morphology design of the randomly dispersed scatterers throughout the metafabric. Through scalable industrial textile manufacturing routes, our metafabrics exhibit desirable mechanical strength, waterproofness, and breathability for commercial clothing while maintaining efficient radiative cooling ability. Practical application tests demonstrated that a human body covered by our metafabric could be cooled ~4.8 C lower than one covered by commercial cotton fabric. The cost-effectiveness and high performance of our metafabrics present substantial advantages for intelligent garments, smart textiles, and passive radiative cooling applications.

Semiconductor quantum dots: Technological progress and future challenges

半导体量子点:技术进步与未来挑战

作者:F. Pelayo García de Arquer, Dmitri V. Talapin, Victor I. Klimov, Yasuhiko Arakawa, Manfred Bayer, Edward H. Sargent.

链接:

摘要

在量子限域的半导体纳米结构中,电子表现出与块状固体不同的行为。这使得设计具有可调化学、物理、电学和光学特性的材料成为可能。

零维半导体量子点(QD)在可见光和红外波长范围内具有较强的光吸收和明亮的窄带发射,并已被设计用于显示器件光学增益和激光。这些特性对成像、太阳能采集、显示和通信都很有意义。

研究组详述了量子点纳米材料的合成和机理进展,重点介绍了胶体量子点,并讨论了它们在显示与照明、激光、传感、电子、太阳能转换、光催化和量子信息等技术方面的前景。

Abstract

In quantum-confined semiconductor nanostructures, electrons exhibit distinctive behavior compared with that in bulk solids. This enables the design of materials with tunable chemical, physical, electrical, and optical properties. Zero-dimensional semiconductor quantum dots (QDs) offer strong light absorption and bright narrowband emission across the visible and infrared wavelengths and have been engineered to exhibit optical gain and lasing. These properties are of interest for imaging, solar energy harvesting, displays, and communications. Here, we offer an overview of advances in the synthesis and understanding of QD nanomaterials, with a focus on colloidal QDs, and discuss their prospects in technologies such as displays and lighting, lasers, sensing, electronics, solar energy conversion, photocatalysis, and quantum information.

化学 Chemistry

Watching a hydroperoxyalkyl radical (•QOOH) dissociate

观察氢过氧烷基自由基(•QOOH)离解

作者:Anne S. Hansen, Trisha Bhagde, Kevin B. Moore III, Daniel R. Moberg, Ahren W. Jasper, Yuri Georgievskii, et al.

链接:

摘要

通过红外指纹图谱,研究人员可直接观察到一种在挥发性有机化合物氧化过程中短暂形成的典型氢过氧烷基自由基(•QOOH)中间体,可能量依赖性单分子衰变为羟基自由基和环醚产物。

在宽能量范围内,•QOOH单分子离解率直接时域测量的结果,与使用最先进的过渡态势垒区电子结构表征的理论预测结果一致。

大量重原子隧穿增强了单分子衰变,包括沿反应途径的O-O延伸和C-C-O角收缩。主方程模型对•QOOH中间体的压力依赖性热单分子离解率进行了全面的先验预测(重原子隧穿再次增加了该离解率),这是大气化学和燃烧化学全球模型所需的。

Abstract

A prototypical hydroperoxyalkyl radical (•QOOH) intermediate, transiently formed in the oxidation of volatile organic compounds, was directly observed through its infrared fingerprint and energy-dependent unimolecular decay to hydroxyl radical and cyclic ether products. Direct time-domain measurements of •QOOH unimolecular dissociation rates over a wide range of energies were found to be in accord with those predicted theoretically using state-of-the-art electronic structure characterizations of the transition state barrier region. Unimolecular decay was enhanced by substantial heavy-atom tunneling involving O-O elongation and C-C-O angle contraction along the reaction pathway. Master equation modeling yielded a fully a priori prediction of the pressure-dependent thermal unimolecular dissociation rates for the •QOOH intermediate—again increased by heavy-atom tunneling—which are required for global models of atmospheric and combustion chemistry.

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