化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   新材料资讯   >  《纳米快报》中国科学家在纳米机电系统研究中取得系列进展
《纳米快报》中国科学家在纳米机电系统研究中取得系列进展
2017-01-17 09:53:53来源:元素商城

元素百科为您介绍《纳米快报》中国科学家在纳米机电系统研究中取得系列进展。记者近日从中国科技大学获悉,中国科学院院士郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室在基于碳纳米管的纳米机电系统(NEMS)方面取得系列重要进展。该实验室固态量子芯片组郭国平研究组与清华大学姜开利研究组等合作并成功实现了两个串联碳纳米管谐振器的强耦合、碳纳米管谐振器中两个模式的强耦合,并利用这种耦合实现了声子的相干操控。

 《纳米快报》中国科学家在纳米机电系统研究中取得系列进展.jpg

什么是碳纳米管

碳纳米管由于其良好的电学性能、优异的力学性能,近年来被广泛应用于纳米机电系统的相关研究中,其在质量、微力、气体、位移等物理量的测量方面也具有广阔的应用前景。特别地,碳纳米管谐振器的机械模式和单分子磁体、单电子电荷以及自旋等物理量具有较强的耦合,可以用来探索纳米尺度下的物理现象,是一种品质优良的量子传感器件。

在量子信息领域,纳米谐振器中的声子可以保持较长的相干时间,可以保持相干进行远距离的传输,是一种良好的飞行量子比特,被认为是量子数据总线的候选者之一。围绕探索声子作为量子数据总线这一目标,郭国平研究组开展了多机械振子长程耦合方面的研究,并在碳纳米管机械振子上首次实现了两个串联机械振子的强耦合,同时也观测到了两个机械振子分别和量子点的强耦合。该新型耦合机械振子器件为研究电子-声子相干相互作用、电子长程耦合以及电子纠缠态提供了新的平台。利用声子作为飞行量子比特也为量子数据总线研究提供了新思路。

在实现了声子的长程耦合、长程传递的基础上,量子数据总线的研究还需要实现对声子的相干操控。机械振动高阶模式的研究对超灵敏传感器、声子的相干操控具有重要意义。目前国际上的多机械模式耦合的相关研究主要集中在百千赫兹的低频谐振器,而要实现更灵敏的传感器,实现更快的声子操控,需要进一步提高谐振器的谐振频率。

碳纳米管的应用

针对高频声子操控的难题,郭国平研究组发现单根碳纳米管中不同方向的振动模式都可以工作在百兆赫兹量级,这两个模式可以通过额外加入一个参量驱动来进行耦合,且通过调节驱动功率可以实现从弱耦合到强耦合的线性调控,这与理论计算的结果完全一致。研究组通过控制驱动微波的波形实现了机械振动中声子的相干拉比操作,观测到10次以上的拉比震荡,是目前实验上声子操作次数的最大纪录,此外拉比操作的频率大于500千赫兹,比此前的相关报道高出两个数量级。该研究成果发表在国际权威杂志《纳米快报》上。

该系列工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院和教育部的资助。 “通过一系列的手段将机械振动冷却到量子基态之后,对声子的相干操控将在量子传感、量子信息领域具有广阔的应用前景。”郭国平说。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料纳米材料  
相关专题: 材料
相关阅读:
●  中科院金属所提出氧化石墨烯绿色制备方法
元素百科为您介绍中科院金属所提出氧化石墨烯绿色制备方法。氧化石墨烯是一种重要的石墨烯衍生物,最初主要作为宏量制备石墨烯的前驱体,近年来由于其不同于石墨烯的诸多独特物理化学性质和广阔应用前景而越来越受到人们的重视。由于存在大量的含氧官能团,氧化石墨烯在水中具有良好的分散性,且易于组装和功能化,因此广泛用于制备多功能分离膜、高导高强纤维、超轻超弹性气凝胶等多种功能材料,并且在电化学储能、催化、生物医药......
●  科学家利用掺硼石墨烯气体传感器 监测空气有害气体
元素百科为您介绍:一个国际联合研究小组宣布,通过在石墨烯中加入硼原子的方式,他们开发出一种灵敏度极高的气体传感器。该装置能“嗅”出空气中浓度极低的有害气体,在人们还未察觉时发出警报。该研究还有助于改善锂离子电池和场效应晶体管的性能。用石墨烯制成的气体传感器已具有很高灵敏度,但科学家们并不想止步于此,希望通过在石墨烯中掺入其他元素的方式让其性能得到进一步提升。 ......
●  纳米材料在能源环境和食品生产中的应用
化学词典为您介绍纳米材料在能源环境和食品生产中的应用。能源和环境一直以来是人们十分关注的焦点话题。新型纳米材料开发对能源利用和环境保护起到了巨大的推动作用。随着纳米技术的发展,纳米食品的生产也取得了很大的成就。 纳米材料应用于能源与环境 有报道称,纳米TiO2能处理多种有机废水的污染物,它可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、有机染料、含氮有机物、有机磷(溴)杀虫剂、木材防腐剂和燃......
热门标签
优惠促销

您确定要从购物车中移除吗???