科学家们发现了一种全新的测量时间的方法

科学家们发现了一种全新的测量时间的方法不过，这种复杂性可能很快就会改变，而不是以后。根据2022年10月发表在《物理评论研究》上的研究，在量子雾中测量时间的诀窍可能要归结为测量雾本身的形状。一组来自瑞典乌普萨拉大学的研究人员进行了几个实验来测试这一理论。主要重点是对科学家所称的赖德伯格态进行实验。通过对其进行实验，他们能够找到一种新的测量时间的方法，不需要你有一个非常精确的起点--这是科学家之前面临的最大难题之一。形象化这项研究的最简单方法之一是把雷德伯格原子想象成粒子世界中过度膨胀的气球。这些粒子包含处于极高能量状态的电子，都在远离原子核的轨道上运行。他们利用两个激光器与原子进行互动。这种技术使科学家们能够通过测量电子的速度来测量时间。为了做到这一点，研究人员继续进行实验，观察原子和它们留下的"指纹"。这使研究人员能够创建量子时间戳，这使得测量时间更加容易，而不必在量子世界中已经有一个特定的起点。未来同样的实验可以帮助磨练科学家测量量子雾的方式，提供一种更准确的方式来测量量子世界中的时间流逝，甚至更聪明。结合这一事实，麻省理工学院的科学家们重新发明了原子钟，科学正在寻找新的方法来解决时间的难题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349001.htm

科学家发现了一种诱导和控制金属极化和极性状态的方法

科学家发现了一种诱导和控制金属极化和极性状态的方法最近，浦项科技大学（POSTECH）物理系的DaesuLee教授、首尔国立大学（SNU）物理和天文系的TaeWonNoh教授和WeiPeng博士以及双吉大学（SSU）物理系的SeYoungPark教授通力合作，取得了突破性进展，发现了一种诱导和控制金属极化和极性状态的方法。这项突破性研究最近发表在《自然-物理》杂志上。诱导两极分化的挑战顾名思义，金属中的"自由电子"的运动不会受到限制，因此很难将它们排列在特定的方向上以诱导极化或极性状态。此外，金属晶体两端对称的结构也给诱导这些电效应带来了挑战。不过，研究小组采用了柔电场来实现金属内部的极化和极性状态。当物体表面发生非均匀变形时，就会产生这种场，从而通过微妙地改变金属的晶格结构来操纵电荷运动和电气特性。(上图）通过柔电场实现极化金属态的示意图(下图）极化金属SrRuO3的原子尺度成像图源：POSTECH研究小组对电子元件和半导体领域广泛使用的钌酸锶（SrRuO3）施加外部压力，产生了柔电场。这种金属氧化物的特点是异外延，即不同形状的氧化锶和氧化钌晶体沿同一方向生长，具有中心对称结构。挠电场改变了钌酸锶内部的电子相互作用和晶格结构，成功诱导了金属内部的极化，导致其电气和机械性能发生变化，并打破了之前的中心对称结构。通过对铁磁性金属进行柔电极化和控制，研究小组成功揭开了金属物质内部极化和极性实现的神秘面纱。该研究的首席研究员、POSTECH的DaesuLee教授强调说："我们是第一批验证金属物质中极性状态普遍存在的研究人员。我希望这项研究的结果将有助于在半导体和电气领域制造高效设备。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422502.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422502.htm

科学家用铜和碳原子锻造出世界上最细的金属丝

科学家用铜和碳原子锻造出世界上最细的金属丝洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员利用计算方法研究了78万多种晶体的结构特性，确定了潜在的单维纳米材料，包括可能是最细的金属丝。他们的发现聚焦了14种在电子学和量子研究中具有潜在用途的材料。资料来源：NCCRMARVEL研究人员利用计算工具寻找可以从已知三维晶体中剥离出来的新型一维材料。在一份包含78万多种晶体的初始清单中，他们得出了一份包含800种一维材料的清单，并从中选出了14种最佳候选材料--这些化合物尚未合成为真正的金属丝，但模拟结果表明是可行的。其中包括金属丝CuC2，它是由两个碳原子和一个铜原子组成的直线链，是迄今发现的在0K温度下稳定的最细金属纳米线。洛桑联邦理工学院材料理论与模拟实验室的研究人员利用计算方法确定了可能是最细的金属丝，以及其他几种单维材料，这些材料的特性可能会被证明对许多应用领域很有意义。单维（或一维）材料是纳米技术最引人入胜的产品之一，由原子排列成线或管状组成。它们的电学、磁学和光学特性使其成为从微电子学到生物传感器再到催化等各种应用的绝佳候选材料。虽然碳纳米管是迄今为止最受关注的材料，但事实证明它们非常难以制造和控制，因此科学家们迫切希望找到其他化合物，用于制造具有同样有趣特性但更容易处理的纳米线和纳米管。因此，ChiaraCignarella、DavideCampi和NicolaMarzari想到利用计算机模拟来解析已知的三维晶体，根据它们的结构和电子特性，寻找那些看起来很容易"剥离"的晶体，从本质上剥离出稳定的一维结构。同样的方法过去曾成功用于研究二维材料，但这是首次应用于一维材料。研究人员从文献中的各种数据库中收集了超过78万个晶体，这些晶体通过范德华力（原子距离足够近，电子重叠时产生的一种微弱相互作用）结合在一起。然后，他们采用一种算法，考虑原子的空间组织，寻找具有线状结构的原子，并计算出需要多少能量才能将这种一维结构从晶体的其他部分分离出来。论文第一作者Cignarella说："我们一直在寻找金属丝，但这种金属丝应该很难找到，因为一维金属原则上应该不够稳定，无法进行剥离"。最终，他们得出了一份包含800种一维材料的清单，并从中选出了14种最佳候选材料--这些化合物尚未合成为真正的导线，但模拟结果表明是可行的。然后，他们开始更详细地计算这些材料的特性，以验证它们的稳定性如何，以及人们对它们的电子行为有何期待。四种材料--两种金属和两种半金属--成为最有趣的材料。其中金属丝CuC2是由两个碳原子和一个铜原子组成的直线链是迄今发现的在0K温度下稳定的最细金属纳米线。Cignarella说："这真的很有趣，因为你不会想到由单线原子组成的实际金属丝会在金属相中保持稳定。科学家们发现，它可以从三种不同的母晶体中剥离出来，这些晶体都是实验中已知的（NaCuC2、KCuC2和RbCuC2）。从它们中提取这种物质所需的能量很少，而且其链可以弯曲，同时保持其金属特性，这将使它对柔性电子产品产生兴趣。"这项发表在《ACSNano》上的研究还发现了其他有趣的材料，其中包括半金属Sb2Te2，由于其特性，可以研究一种50年前就被预测但从未被观测到的奇异物质状态，即激子绝缘体，这是量子现象在宏观尺度上变得可见的罕见情况之一。此外，还有另一种半金属Ag2Se2和TaSe3，后者是一种著名的化合物，也是唯一一种已经在实验中剥离成纳米线的化合物，科学家将其作为基准。至于未来，Cignarella解释说，研究小组希望与实验人员合作，实际合成这些材料，同时继续进行计算研究，了解它们如何传输电荷以及在不同温度下的表现。这两点对于了解它们在实际应用中的性能至关重要。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435196.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435196.htm

弯曲的空间结构 - 科学家们开发出一种新的量子材料

弯曲的空间结构-科学家们开发出一种新的量子材料由于铝酸镧（LaAlO3）和钛酸锶（SrTiO3）界面的自旋和轨道状态的叠加，导致空间结构的曲率。资料来源：XavierRavinet-UNIGE由日内瓦大学（UNIGE）领导的一项全球合作，包括来自萨勒诺大学、乌特勒支大学和代尔夫特大学的研究人员已经开发出一种材料，可以通过弯曲它们演变的空间结构来控制电子的动态。这一进展为未来的电子设备带来了希望，特别是在光电子领域。该研究结果发表在《自然材料》杂志上。未来的电信产业将需要新的、极其强大的电子装置。这些设备必须能够以前所未有的速度处理电磁信号，在皮秒范围内，即十亿分之一秒的速度。这在目前的半导体材料中是无法想象的，例如硅，它被广泛用于我们的电话、电脑和游戏机的电子元件中。为了实现这一目标，科学家和工业界正专注于新的量子材料的设计。由于其独特的属性--特别是组成它们的电子的集体反应--这些量子材料可用于在新的电子设备中捕获、操纵和传输携带信息的信号（例如，在量子通信的情况下，光子）。此外，它们可以在尚未探索的电磁频率范围内工作，因此将为非常高速的通信系统开辟道路。曲速驱动器量子物质最迷人的特性之一是电子可以在一个弯曲的空间中演化。由于电子所处空间的这种扭曲，力场产生了传统材料中完全没有的动力学。这是量子叠加原理的一个杰出应用，"UNIGE理学院量子物质物理系全职教授AndreaCaviglia解释说，他是这项研究的最后一名作者。在最初的理论研究之后，来自日内瓦大学、萨勒诺大学、乌特勒支大学和代尔夫特大学的国际研究小组设计了一种材料，其中空间结构的曲率是可控的。''我们设计了一个承载极薄的自由电子层的界面。它被夹在钛酸锶和铝酸镧之间，这是两种绝缘的氧化物，''萨勒诺大学教授和理论研究的协调人CarmineOrtix说。这种组合使我们能够获得可以按需控制的特殊电子几何构型。一次一个原子为了实现这一目标，研究小组使用了一个先进的系统，在原子尺度上制造材料。使用激光脉冲，每层原子被一个接一个地堆叠起来。''这种方法使我们能够在空间中创造特殊的原子组合，从而影响材料的行为，''研究人员详细说明。虽然技术使用的前景还很遥远，但这种新材料在探索极高速电磁信号操纵方面开辟了新的途径。这些结果也可用于开发新的传感器。研究小组的下一步将是进一步观察这种材料对高电磁频率的反应，以更精确地确定其潜在的应用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354017.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354017.htm

科学家发现金属裂纹可自我修复

科学家发现金属裂纹可自我修复科学家首次目睹了断裂的金属碎片在没有任何人为干预的情况下融合在一起，这一过程推翻了基本的科学理论。如果能将这种新发现的现象加以利用，可能会引发一场工程革命：自我修复的发动机、桥梁和飞机可以逆转磨损造成的损害，从而更安全、更耐用。疲劳损伤是机器磨损并最终损坏的一种方式。反复的应力或运动导致微观裂纹的形成。随着时间推移，这些裂纹会生长和扩散，直至断裂。2013年，时任MIT材料科学与工程系助理教授、现得克萨斯农工大学教授MichaelDemkowicz开始研究传统材料理论。他发表了一项基于计算机模拟结果的新理论，认为在某些条件下，金属应该能够修复由磨损形成的裂纹。最新发现证明Demkowicz的理论是正确的。关于金属自修复过程还有很多未知数，包括它是否会成为制造业中的实用工具。来源，，来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

科学家设计出既坚硬又能隔热的新型混合材料

科学家设计出既坚硬又能隔热的新型混合材料研究人员已经证明，他们有能力设计出既坚硬又能隔热的材料。这种特性的结合极为罕见，有望应用于一系列领域，如开发用于电子设备的新型隔热涂层。研究人员使用的是二维有机-无机混合包晶石材料的一个子集。这些薄膜由高度有序的晶体结构中的有机层和无机层交替组成，如图所示。资料来源：北卡罗来纳州立大学JunLiu"但在有些情况下，需要既坚硬又绝缘的材料。例如，你可能想制造隔热涂层，以保护电子产品免受高温影响。从历史上看，这一直是个难题。我们现在已经发现了一系列既坚硬又具有出色隔热性能的材料。更重要的是，我们可以根据需要设计这些材料，以控制它们的硬度和导热性。"Liu说：研究人员正在研究一种被称为二维有机-无机混合包晶石（2DHOIP）的材料。本文共同通讯作者、北卡罗来纳大学教堂山分校化学与应用物理科学教授WeiYou说："这些薄膜由高度有序的晶体结构中的有机层和无机层交替组成。我们可以调整无机层或有机层的成分。"本文共同通讯作者、德克萨斯农工大学材料科学与工程系助理教授QingTu说："我们发现，通过用苯环取代有机层中的部分碳-碳链，可以控制某些二维HOIP的弹性模量和导热性。基本上，在这个特定的层状材料子集中，我们添加的苯环越多，材料就越硬，隔热性能就越好。"Liu说："虽然发现这些材料本身就蕴含着一系列应用的巨大潜力，但作为研究人员，我们感到特别兴奋，因为我们已经确定了造成这些特性的机制，即苯环发挥的关键作用。"在实验中，研究人员至少发现了三种不同的二维HOIP材料，它们的导热性能越差，硬度越高。Liu说："这项工作令人兴奋，因为它为具有理想性能组合的工程材料提供了一条新的途径。"研究人员还发现了二维HOIP材料的另一个有趣现象。具体来说，他们发现，通过在有机层中引入手性（即使有机层中的碳链不对称），即使有机层的成分发生了重大变化，也能有效地保持相同的硬度和导热性。这提出了一些有趣的问题，即是否能够优化这些材料的其他特性，而不必担心这些变化会影响材料的刚度或导热性。论文发表在《ACSNano》杂志上。曾在北卡罗来纳州立大学攻读博士学位的AnkitNegi是该论文的第一作者。编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432919.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432919.htm