InfoMat前沿信息,量子力学新突破,低温空间中光学悬浮纳米粒子的量子控制

使量子控制成为可能的光学悬浮玻璃纳米球,石墨烯中的新的超导机制,自旋电流与电流涡旋之间转换的新机制;本期“InfoMat前沿信息”,一起来看量子力学、超导和自旋电子学领域的新突破。瑞士苏黎世联邦理工学院LukasNovotny团队利用激光捕获了一个直径100nm的微小玻璃球体,并将其运动减慢到最低的量子力学状态。

使量子控制成为可能的光学悬浮玻璃纳米球,石墨烯中的新的超导机制,自旋电流与电流涡旋之间转换的新机制;本期“InfoMat前沿信息”,一起来看量子力学、超导和自旋电子学领域的新突破。

A glass sphere a hundred nanometres in diameter (green dot in the centre of the picture) is made to hover by a tightly focused laser beam. Credit: ETH Zurich

瑞士苏黎世联邦理工学院Lukas Novotny团队利用激光捕获了一个直径100nm的微小玻璃球体,并将其运动减慢到最低的量子力学状态。研究人员将球体反射的光叠加到另一束激光束上从而产生干涉图样,从干涉图的位置可以推断出球面在激光阱中的位置。反过来,这些信息被用来计算为了使球变慢所需的力,并通过两个电极施加精确的库仑力来实现。该实验平台为研究宏观尺度下的量子力学提供了一条途径,并可能将传感器灵敏度提升至新的高度。

该工作已发表于Nature(DOI: 10.1038/s41586-021-03617-w)。

原文链接:

https://phys.org/news/2021-07-optical-levitation-glass-nanosphere-enables.html

Figure 1. A hybrid system consisting of an electron gas in graphene (top layer) separated from a two-dimensional Bose-Einstein condensate, represented by indirect excitons (blue and red layers). The electrons in the graphene and the excitons are coupled by the Coulomb force. Credit: Institute for Basic Science

韩国基础科学研究所的I. G. SavenkoA V Parafilo团队提出了一种由石墨烯和二维玻色-爱因斯坦凝聚态组成的混合系统,可以实现石墨烯的超导性。该工作提出了石墨烯的一种新的超导机制,即超导性是源于电子与“bogolons”的相互作用,而不是BCS系统中的声子。同时,该模型还预测,超导特性可以随着温度的升高而增强,从而导致超导间隙的非单调温度依赖性。该工作为实现高温超导提供了另一种方法,并为未来控制超导体器件提供了一种新途径。

该工作已发表于2D Materials(DOI: 10.1088/2053-1583/ac0b49)。

原文链接:

https://phys.org/news/2021-07-mechanism-superconductivity-graphene.html

Figure 1: The Rashba effect can convert a spin current (cyan arrow) into a charge current vortex (yellow arrows). Credit: RIKEN Center for Emergent Matter Science

日本理研新兴物质科学中心Sadamichi Maekawa和德国格拉夫斯瓦尔德大学Florian Lange团队利用计算机模拟证明了在Rashba系统中通过自旋注入可产生电荷电流涡旋。利用无偏大规模时间依赖密度矩阵重正化群模拟,研究人员研究了在自旋方向与Rashba材料垂直放置时自旋电流通过一个点大小的电接触注入Rashba材料的情景,并预测了电磁场的分布情况。该工作显示了将流体力学应用于自旋电子学的可能性。

该工作已发表于Physical Review Letters(DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.157202)。

原文链接:

https://phys.org/news/2021-07-2d-materials-interfaces-current-vortex.html

原文刊载于【InfoMat】公众号

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