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科普知识

纳米尺度上传播的自旋波生成
2024-06-14

英国兰卡斯特大学和荷兰拉德堡德大学研究人员生成了一种可在纳米尺度上传播的自旋波,并发现了一种调节和放大它们的新途径。这一成果发表在新一期《自然》杂志上,有望促进无耗散量子信息技术发展。传统设备用电流工作会有能量损失,并向环境散热。替代“有损”电流的一种方法是利用电子自旋而不是电荷,以波的形式存储和处...


光子芯片上掺铒波导激光器面世
2024-06-13

瑞士洛桑联邦理工学院研究人员研制出有史以来第一个芯片集成的掺铒波导激光器。该激光器性能接近基于光纤激光器,且将“精确可调波长”与“芯片级光子”两大实用性特点合二为一。这一突破发表在新一期《自然-光子学》杂志上。研究人员使用最先进的制造工艺开发了这个芯片级激光器。他们首先在超低损耗氮化硅光子集成电路...


“电子蛛丝”可制成无感传感器
2024-05-29

受蜘蛛丝启发,英国剑桥大学研究人员开发出一种自适应且环保的传感器制作方法。这种纤维传感器直径约为人头发丝的50分之一,重量极轻。无论是手指或花瓣,都可以直接在其表面无感印刷。这种低能耗、低排放的增强型生物结构新方法,在医疗保健、虚拟现实、电子纺织品以及环境监测等多个领域具有广泛应用前景。研究结果发...


掺杂空气可让有机半导体更导电
2024-05-29

瑞典林雪平大学的研究人员开发了一种新方法,在空气作为掺杂剂的帮助下,可让有机半导体变得更具导电性。发表在最新一期《自然》杂志上的这项研究,是迈向未来生产廉价和可持续有机半导体的重要一步。林雪平大学副教授西蒙娜·法比亚诺表示,这种方法可以显著影响有机半导体的掺杂方式。新方法中所有组件都是实惠的、容...


软体机器人能轻松爬过环路和弯道
2024-05-17

美国普林斯顿大学和北卡罗来纳州立大学工程师,将古代折纸技术和现代材料科学结合起来,创造出一种软体机器人,可轻松穿过迷宫。发表在最新一期《美国国家科学院院刊》杂志上的文章中,研究人员描述了他们用模块化的圆柱形部件创建机器人的过程。软体机器人的转向一直具有挑战性,因为传统的转向设备会增加机器人的刚性...


小型激光设备创质子加速能量新纪录
2024-05-15

德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心科学家在激光等离子体加速方面取得重大进展。他们采用一种创新方法,成功将质子能量从约80兆电子伏特提高到150兆电子伏特。这一成果大幅超越了此前的质子加速纪录,让小型激光设备首次获得迄今仅在更大型设施中才能获得的能量水平。最新研究有望促进医学和材料科学的发展。相关论文...


新型声学材料让无线设备更小更高效
2024-05-14

美国亚利桑那大学怀恩特光学科学学院和桑迪亚国家实验室的科研人员,共同研发出一种能够操纵声子的新型合成材料。这一成果与之前的声子放大器技术相结合,为智能手机和其他无线数据发射器等设备实现更小、更高效、更强大的性能提供了可能。智能手机中大约有30个由特殊微芯片制成的压电滤波器,负责将无线电波转换成声波...


量子电池基础理论研究获进展
2024-05-11

近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院与湖北大学、兰州大学合作,在量子电池理论研究方面取得进展,提出抗老化的远距充电量子电池方案。虽然近年来量子电池取得快速发展,但是它的实现与应用仍然面临挑战:量子电池的老化问题,这是由于环境诱导量子电池的退相干使其存储的能量自发耗散。针对上述挑战,研究团...


两个空穴自旋量子比特间作用实现可控
2024-05-11

瑞士巴塞尔大学和瑞士国家科研能力中心科学家,首次在传统硅晶体管内实现了两个空穴自旋量子比特之间的可控相互作用。科学家正加速构建实用量子计算机,并研究各种各样的量子比特技术。为解决成千上万个量子比特的排列和连接问题,瑞士研究团队另辟蹊径,使用电子自旋作为量子比特。早在2022年,巴塞尔大学物理学家就捕...


量子模拟突破:原子间距缩小至50纳米
2024-05-06

利用量子模拟器将原子尽可能紧密地排列在一起,有助科学家探索奇异物质状态,构建新型量子材料。传统上,这些模拟器捕获原子的间隔至少为500纳米。现在,美国麻省理工学院研究人员开发出一种新技术,突破了这一限制,将原子间距离缩小到原来的1/10,相距仅50纳米。相关研究发表在最新一期《科学》杂志上。在量子力学领域...


可变形束环助力治疗神经系统疾病
2024-04-30

英国剑桥大学研究人员将柔性电子学和软机器人技术相结合,开发出一种微小而灵活的神经“束环”,可用于诊断和治疗一系列疾病,包括癫痫和慢性疼痛,还能用于控制假肢。相关论文发表在4月26日的《自然-材料》杂志上。目前用于连接周围神经(连接大脑和脊髓的43对运动和感觉神经)的工具相当笨重,造成神经损伤的风险很高...


科学家创造出新型一维超导体
2024-04-26

英国曼彻斯特大学研究人员创造出一种新型一维系统,成功实现了高磁场中的稳健超导。这是超导领域的一项重大进展,为在量子霍尔体系中实现超导提供了新路径,有望解决凝聚态物理学中长期存在的难题。超导性,即某些材料以零电阻导电的能力,在量子技术领域具有深远前景。然而,在以量子电导为特征的量子霍尔体系中实现超...


光捕获材料生产工艺改进后性能大幅提高
2024-04-26

英国剑桥大学领导的研究团队找到一种方法,只需简单调整光捕获材料的生产工艺,就能使材料性能大幅提高。目前有一种氧化铜半导体材料,价格便宜、储量丰富且无毒,但其性能远不及占据半导体市场主导地位的硅材料。为使氧化铜比现有光伏材料更具竞争力,研究人员需要对其进行优化,使其受到阳光照射后能更有效地产生移动...


类蜘蛛机器人或可用于探索火星洞穴
2024-04-23

美国斯坦福大学研究团队开发出一款类似蜘蛛的机器人,并将其命名为ReachBot。近年来,太空科学家开发出一系列能在其他行星或卫星表面充当探测器的机器人,这些机器人通常呈现两种面貌:可挤过狭小空间的小型漫游车,或者是可在表面滚动的大型机器。他们还增加了一个处理器,可查看机器人周边的地形,并标识出便于放置脚...


给探测器装上国产“眼睛”
2024-04-23

2011年底,48岁的刘术林做出了一个重大决定,举家从西安迁往北京。彼时,他在西安一家国企分公司担任总工程师,也是微通道板领域数一数二的专家,事业发展顺风顺水,生活过得也很安逸。让刘术林下定决心做出重大改变的,是中国科学院高能物理研究所所长王贻芳的诚挚邀请。当时,王贻芳团队的光电倍增管自主研制项目正陷...


金烯:石墨烯的镀金表亲
2024-04-22

瑞典林雪平大学科研团队制备出只有单原子层厚度的黄金薄片金烯,拓展了金的特性,可应用于二氧化碳转化、制氢和生产增值化学品等。在这项研究中,科研团队首先使用了一种钛硅碳化物导电陶瓷,硅在其中以薄层形式存在。之后,科研团队采用日本发明的化学试剂村上试剂进行湿法蚀刻,去除碳残留物,从而分离出钛金碳化物中...


迄今拍照速度最快相机面世
2024-04-18

加拿大科学家研制出迄今已知速度最快的相机,其能以每秒156万亿帧的速度拍摄图像。这种相机使科学家能管窥飞秒(万亿分之一秒)内发生的现象,从而帮助他们打造超快的磁存储设备,并开创超声波医疗新领域。相关论文发表于新一期《自然-通讯》杂志。对超快现象成像面临的主要挑战是,此前即使最快的相机传感器也只能以每...


超灵敏热探测器精确读取量子比特
2024-04-16

据最新一期《自然-电子学》杂志报道,芬兰阿尔托大学研究人员首次使用超灵敏热探测器测量量子比特,绕开了海森堡不确定性原理限制。他们证明,将辐射热测量计用作超灵敏热探测器可足够精确地单次读取量子比特,且它们消耗的功率是典型参量放大器的万分之一。海森堡不确定性原理决定了人们不可能同时准确地知道信号的位置...


微纳加工让液滴“乖乖听话”
2024-04-12

在前沿研究和精密制造领域,微液滴应用广泛。Francisco等合作,在前期理论研究的基础上,通过光刻技术和后期处理,制备出一类具有同心闭环微壁/微通道的结构表面,实现了对微液滴的精准调控。这一研究拓展了人们对微观尺度下液滴和材料接触面关系的认识,对探索可控微滴在微流体、化学反应和生物传感等领域的应用具有重...


激光诱导非磁性材料室温下产生磁性
2024-04-12

来自瑞典斯德哥尔摩大学、北欧理论物理研究所和意大利威尼斯卡福斯卡里大学的研究人员,首次成功证明激光如何在室温下诱导量子行为,并使非磁性材料具有磁性。这一突破有望为更快更节能的计算机、信息传输和数据存储铺平道路。研究团队此次将一种量子材料钛酸锶置于具有特殊波长和偏振的短而强烈的激光束中,产生了感应磁...