凝聚态物理
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科学圆桌会·趣谈2025| 物理学家:这一年,我们破解了晶体生长的“魔法”
新华社· 2025-12-30 16:40
核心观点 - 北京大学研究团队在光学晶体生长领域取得重大突破,首创了“晶格传质-界面生长”新范式与“转角光学晶体”理论,成功制备出高质量的超薄转角光学晶体,该成果发表于《科学》杂志并入选2025中关村论坛年会重大成果 [3][7][9][11] 技术突破 - 团队摒弃了传统“盖房子”式的原子层堆砌晶体生长方法,该方法易导致缺陷积累、晶体面积小、纯度质量差 [5] - 提出全新的“晶格传质-界面生长”范式,灵感源于“顶竹笋”,让晶体从根基处被“顶”出来生长 [7] - 新方法生长速度极快,每分钟最快能长出50层原子,且能生长超过10万层厚度,原子排列整齐,有效避免缺陷 [7] - 为解决多层晶体中光波“相位失配”导致的“严重内耗”问题,团队借鉴“拧魔方”思路,提出“转角光学晶体”理论,将晶体层按特定角度旋转拼接,使其“齐心协力”释放强激光 [8][9] - 该方法结合了“顶竹笋”和“拧魔方”两种思路,制备出的晶体被称为“超薄转角光学晶体” [3][9] 应用与材料进展 - 新方法有望用于制备中国自主、性能优越的光学晶体,从而提升芯片集成度和算力,为新一代电子和光子集成电路提供新材料 [12] - 利用新方法,团队已成功制备出石墨、氮化硼、硫化钼、硒化钼等9种高质量的二维晶体 [12] - 将这些二维晶体用作晶体管材料,可显著提高芯片集成度,预计在指甲盖大小的芯片上,晶体管密度将得到大幅提升,实现更强大计算能力 [12] - 此类晶体还可用于光学电光调控,有望推动超薄光学芯片的应用 [12] 行业动态与未来方向 - 2025年,围绕光学晶体,国际和国内相继取得重要突破:新加坡南洋理工大学利用二维晶体实现了量子纠缠光源;美国哥伦比亚大学利用堆垛二维晶体实现了可见光高效输出;山东大学、南京大学团队构建了激光晶体的强耦合系统并实现了超宽带倍频激光输出 [12] - 未来,光学材料和技术将向更短波长、更高效率、更高集成化发展 [12] - 团队计划向极紫外波段(波长124纳米至10纳米)迈进,该波段主要应用于光刻技术和物质结构探测等领域 [13] - 目标是基于现有思路,研制出体积小、稳定性强、用途广泛的高性能固态极紫外光源,以推动极紫外光刻芯片、阿秒科学等前沿科技领域发展 [13]
科学家直接观测到重费米子量子纠缠
科技日报· 2025-08-08 07:34
科学发现 - 首次在铈铑锡材料中直接观测到受普朗克时间调控的重费米子量子纠缠现象 [1] - 铈铑锡材料具有独特的准笼目晶格结构和几何阻挫效应 [1] - 在几何阻挫作用下,铈铑锡内电子的有效质量急剧增加形成重费米子,其寿命逼近10⁻⁴³秒的普朗克时间极限 [1] 技术验证 - 精确光谱分析证实重费米子行为特征符合量子纠缠的数学描述,纠缠持续时间受普朗克时间调控 [2] 行业应用前景 - 该发现为开发基于固态材料的新型量子计算机开辟了新途径 [1][2] - 研究开辟了在固态材料中操控量子态的新途径 [2] - 对这类纠缠态的深入研究或将为量子通信、量子计算等领域带来全新解决方案 [2]
重磅!Quantum Design拟6000万英镑收购牛津仪器纳米科学业务
仪器信息网· 2025-06-17 14:28
收购交易概述 - Quantum Design宣布收购牛津仪器纳米科学业务 交易总价为6000万英镑现金 预计9月底完成 [2][3][8] - 收购将两家低温系统领域领军企业合并 形成产品互补和专业知识协同效应 [3][4] - 交易包括最高300万英镑延期付款 与未来量子扩展系统收入挂钩 [8] 收购方Quantum Design - 总部位于美国加州圣地亚哥 成立于1982年 专注于低温系统及表征仪器开发 [3][6] - 全球销售网络覆盖三大洲 拥有直属办事处和制造工厂 [4][6] - 将整合牛津仪器纳米科学部门位于Tubney Woods的历史工厂 扩大全球制造版图 [4] 被收购方牛津仪器纳米科学业务 - 2025财年收入5900万英镑 调整后营业利润110万英镑 [8] - 业务聚焦量子领域 产品包括超低温仪器设备 [3][8] - 出售后牛津仪器将保留约400万英镑原分配给该业务的成本 [8] 交易影响 - 合并后公司将增强在材料科学、量子计算等前沿领域的服务能力 [4] - 牛津仪器计划用出售所得进行至多5000万英镑股票回购 [9] - 牛津仪器未来将更聚焦材料分析、半导体及医疗保健三大核心市场 [11] 交易时间表 - 预计2025/26财年第三季度完成 需等待监管部门批准 [2][11] - 牛津仪器预计将承担200-300万英镑非经常性交易成本 [8]