量子效率背照式相机

请问测试荧光量子效率用比较法的时候，标准样品怎么找啊

中国科技网讯 据物理学家组织网8月9日（北京时间）报道，英国格拉斯哥大学、赫瑞-瓦特大学以及加拿大渥太华大学的研究人员携手合作，首次利用照相机拍摄到量子纠缠的图像。量子加密通信、量子计算等技术的发展都需要依靠量子纠缠的物理特性，最新研究成果朝着开发这类应用迈进了一步。相关论文发表在《自然·通讯》杂志上。 量子纠缠是一种量子力学现象，处于纠缠态的两个粒子即使距离遥远，也保持着特别的关联性，对一个粒子的操作会影响到另一个粒子。简单来说就是，当其中一个粒子被测量或者观测到，另一个粒子也随之在瞬间发生相应的状态改变。这种仿佛心有灵犀一般的一致行动超出了经典物理学规则的解释范畴，被爱因斯坦形容为“鬼魅似的远距作用”。 在此次实验中，研究小组使用了一个具有高灵敏度的照相机来测量光子的高维空间纠缠。光子的纠缠态是用一种特殊的晶体将一个单光子一分为二来创建的。通过给这些光子对拍照，研究人员可以对光子位置之间的关联进行测量，这是经典物理学所无法实现的。借助201×201像素阵列，照相机可在同一时刻观察到量子光场的全景，研究小组也得以看到多达2500种不同的纠缠态。 参与该项研究的格拉斯哥大学物理学和天文学学院教授迈尔斯·帕吉特说：“一张图片胜过千言万语，这句格言用在此处再恰当不过了。每个像素都含有自己的信息，从而可能给量子加密通信的数据容量带来革新。” 他表示：“这项研究是朝着未来量子技术迈进的重要一步，同时也显示了照相机的一个重要新功能，那就是在量子信息科学方面的应用。”（记者 陈丹） 总编辑圈点 在量子世界中，与奇怪的定理相联系的是许多奇怪的现象，比如测不准原理,比如薛定谔的猫，再比如这个爱因斯坦的“幽灵”——量子纠缠。一副万物皆可能有默契的样子，让人无论站在人文还是科学的高度上，仅靠言语都难于描述一二。幸好，现在科学家把它拍下来了，当嘴巴因无力选择缄默时，我们还可以靠眼睛，直观的对视那无比奇妙的微观世界，期盼着从中窥探更多的可用信息，以完成宏观世界中对量子通信及量子计算的建设。 《科技日报》（2012-8-10 一版）

中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟院士及其同事包小辉、赵博等同德国研究人员合作，实现了具有高读出效率及长存储寿命的高性能量子存储器。该实验在国际上首次将长存储寿命和高读出效率在单个存储器内结合起来，向可升级长程量子通信及可升级光学量子计算迈出了至关重要的一步。该工作于5月20日发表于《自然—物理学》。 量子存储器的主要用途是存储单个量子态，从而实现不同量子操作的时间同步。量子存储器是量子中继及大尺度光学量子计算中的关键器件，其核心性能指标是存储寿命和读出效率。目前，量子存储器已经在冷原子系综、热原子系综、单个中性原子、低温固体、金刚石色心等体系中实现。从其核心性能指标来看，冷原子系综的发展水平远优于其他实验体系，最有希望被用于可升级量子通信和光学量子计算。因此，冷原子系综体系一直是国际上量子存储及其应用方面的主要研究热点。到目前为止，作为量子存储器最重要应用之一的量子中继单元也仅在冷原子系综体系内被实现。 在以往研究中，延长存储寿命和提高读出效率这两部分往往是分开进行的，使得存储寿命和读出效率这个两个主要指标没有得到同步提升。具体来讲，在以往实现长寿命量子存储的实验中，尽管存储寿命已经提升至毫秒量级以上，但读出效率却仅为20%左右；在实现高效量子存储的实验中，尽管读出效率已经提升至70%以上，但存储寿命却仅有几百纳秒到几微秒左右。仅单一性能指标较好的量子存储器无法满足量子中继及光学量子计算等的实际应用需求。 在提升存储寿命方面，潘建伟小组在2008年发现原子团内的随机运动带来的自旋波乱相构成了限制毫秒级量子存储的主要物理机制，并通过延长自旋波波长的方式，成功地提升存储寿命至1毫秒。在提升读出效率方面，相关研究结果表明，利用光腔增强的方式可以有效地提升读出效率。因此，如何将长寿命量子存储及腔增强量子存储这两部分的方法、技术相结合，是在冷原子系综体系内实现长寿命高效量子存储器的关键。 为了延长自旋波波长，需要采用共线读写的几何结构。为了区分前向散射与背向散射过程，需要采用环形腔共振技术。这两部分相结合带来的一个重要技术难题是：需要实现环形腔与四个模式的同时共振。潘建伟小组通过巧妙的方案设计，将这一四重共振的技术难题简化为双重共振，降低了实验难度，最终成功实现了3.2毫秒的存储寿命及73%的读出效率。该成果为目前国际上量子存储综合性能指标最好的实验结果。论文审稿人认为，该工作是“朝向可升级量子信息处理方向的重要研究成果”，“开启了利用多个原子系综研究复杂量子信息方案的大门”。 潘建伟小组从2005年开始在冷原子系综量子存储方面开展了系统研究，迄今为止已经在《自然》、《自然—物理学》、《自然—光子学》和《物理评论快报》四份国际著名学术期刊上发表高水平论文十余篇，是目前国际上在量子存储研究方面居于领先地位的几个主要研究小组之一。 论文链接

各位大虾,在这里向大家讨教下面几个问题.[1]量子效率可分为外量子效率和内量子效率两种说法.在关于荧光粉的研究论文中,有的有给出这两个值,而有的并没有区分,只是给出一个量子效率值.不知这个情况所给的量子效率是否就是指外量子效率?[2]包头钢铁学院李玉林老师在杂志上一篇名为"灯用稀土荧光粉的发展"的论文(见附件)上说卤粉的量子效率有90%.她也没清楚说明这是否为外量子效率.不知不同色温的卤粉是否有不同的量子效率?如果是的话,那么它们的值一般在什么范围呢? 请知道的大虾帮忙提供一些信息.在此先谢了![em17]

各位有测定过荧光量子效率的朋友们,请教一下测定方法,如:有关公式,标准物等.谢谢!

怎么测出荧光粉的量子效率大于1啊，会有荧光量子效率大于1的情况吗

各位,我在文献上看到测定荧光量子效率公式见附件![img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=2705]相关附件[/url]

请问日立的F-4600可以测样品的绝对量子效率吗？需要什么附件呢？请高手赐教！

[em58] [em58] 最近要测试样品的量子效率,可惜溶解性很差,有没有高人讲解下怎么测试固体的量子效率哦我学校就一台F4500不知道可以测试不 可以送一个scifinder的使用密码或者数据库的密码,只要我有的一定重谢欢迎加我的QQ哦 ：93533473

不知道怎么做固体的荧光量子效率。照说明书做了一下，量子产率不是0就是负数。校正的部分先不管了。测量的部分 method部分不知道选 emission还是exctitation，激发波长啊，范围啊，也不知道有什么讲究。重点是这么设定后，出来的光谱除了激发光有一个峰，其他荧光峰一个也没有，也不知道是哪里出了问题。只好来求教大家了。坛子里搜了搜，资料有一些，基本上手头都有了，只不过是英文的。测荧光量子效率的时候要先测一个标准物质，然后再测一个试样，之后导入数据进行计算。 我的问题是用发射光谱还是激发光谱来做测试有什么区别吗？有做过的人能详细写一下步骤就好了。感谢。

光致发光上转换荧光粉，980nm激发光，希望测得转换效率，应该测一下量子效率就行吧，不知道哪儿有这些仪器

rt，请各位达人指点一下，北京哪里有可以测量固体粉末量子效率的地方，可以付费测量。谢谢。bow

一个国际科研团队撰文指出，他们使用无机配位体替代有机分子来包裹量子点并让其表面钝化，研制出了迄今转化效率最高的胶体量子点太阳能电池。据美国物理学家组织网9月18日报道，一个国际科研团队在最新一期的《自然-材料学》杂志上撰文指出，他们使用无机配位体替代有机分子来包裹量子点并让其表面钝化（不易与其他物质发生化学反应），研制出了迄今转化效率最高（达6%）的胶体量子点（CQD）太阳能电池。吸光纳米粒子量子点是纳米尺度的半导体，其能捕捉光线（既可吸收可见光，也可吸收不可见光）并将其转化为能源。人们可将其喷洒到包括塑料在内的柔性材料表面，制造出比硅基太阳能电池更便宜、更经久耐用的太阳能电池。而且，胶体量子点电池的理论转化效率可高达42%，超过硅基太阳能电池31%的理论转化率。今年7月，多伦多大学的科学家研制出了转化效率为4.2%的胶体量子点太阳能电池。胶体量子点太阳能电池研制领域最大的挑战在于如何使量子点紧密结合在一起，因为量子点之间的距离越大，转化效率越低。然而，量子点通常由多出其1—2纳米的有机分子包裹，在纳米尺度上，这有点大，而有机分子是制造胶体的重要成分。为此，加拿大多伦多大学、沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学、美国宾夕法尼亚州立大学的科学家们开始考虑使用无机配位体来让量子点紧紧依附在一起，以尽可能节省空间。结果，科学家们不使用“庞大”的有机分子也获得了胶体的特征。“我们在每个量子点周围包裹了一单层原子，它们将量子点包裹成非常紧密的固体。”该研究的领导者、多伦多大学电子与计算机工程系博士后唐江（音译）表示。研究合作者、宾夕法尼亚州立大学的约翰-艾斯拜瑞说：“最新研究表明，我们能剔除电荷陷阱——电子陷入的位置。量子点紧密地结合在一起以及消除电荷陷阱，双管齐下使电子能快速且平滑地通过太阳能电池。”美国国家可再生能源实验室委派的实验室证实，新研制出的胶体量子点太阳能电池不仅电流达到了最高值，高达6%的整体能量转化效率也创下了纪录。“最新研究表明，无机配位体在构建实用设备方面具有强大的作用。”量子点太阳能电池研制领域的领导者、芝加哥大学教授德米特里·塔拉品说，“新的表面化学为我们制造高效且稳定的量子点太阳能电池铺平了道路，也将对其他利用胶体纳米晶体制造的电子和光电耦合设备产生影响。全无机方法的好处包括能显著改善电子的运输速度，让设备更加稳定等。”

仅仅改变吸收范围，荧光内量子效率从负数变到大于1变到小于1，不知道是哪里有问题。请各位指教。外量子效率在上述情况下一般在0.2-0.4或者接近0。附上结果。Results of Quantum yield calculationInternal quantum yield: -2.306External quantum yield: 0.470Absorptance: -0.204Amount of absorption: -102.866Amount of fluorescence: 237.216Calculation ParametersWavelength area (absorption): 530.0 - 720.0 nmWavelength area (fluorescence): 550.0 - 700.0 nmIntegrating sphere correction: OnNormalized wavelength: 600 nmCommon with sample and without sample: OnFilter correction: OffQuantum yield factor: 1.00File nameDiffuser measurement data:C:\Program Files\FL Solutions\Correct\diffuser_20101202_164704.FDSIntegrating sphere measurement data (without sample):C:\Program Files\FL Solutions\Correct\withoutsample_20110510_174143.FDSMeasurement data without sample:C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\withoutsample.FDSMeasurement data with sample:C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\sample2.FDS

做稀土配合物,基本上不溶解,连DMF都只是微溶,请教高手可以用F4500测定量子效率不?可以的话告之详情,不行的话用什么方法测试好! 千谢万谢!最好可以讲具体点!

我是首先合成了一种稀土有机配合物（粉末），然后掺杂到聚合物基体（固态）中做复合材料，现在需要测定两者的荧光量子效率，前者可以溶解到溶剂中测定相对的效率，但是后者就没法弄了，大家有没有什么办法测固体的吗？如果选参照比的话，如何选定固体的那？谢谢大家了！

请问哪有卖已知量子效率，发射光谱的发光玻璃啊

科技日报讯 几乎比机身还昂贵的镜头，或许将不再是未来照相机离不开的配置了。据美国科技网站“The Verge”消息称，美国贝尔实验室的一个研究小组最近发明了一款成本低廉的无镜头新式相机。与传统相机相比，其不需要借助透镜采集对象过多的信息，却能始终捕获进而得到与前者成像效果相同的照片。 传统数码相机的成像原理，是要先获取拍摄对象的全部图像数据，再将其精简修改为更小型图像（譬如JPG格式）。而据贝尔实验室介绍，新技术可以让相机舍弃这一核心内涵。 研究人员采用的是一种正处于起步研究阶段、名为“压缩感应”的技术。其可以被看作是构架出了一款“单像素相机”：通过一组透明窗口来分类捕捉影像反射的光线，而不必再使用镜头来引导光线的介入。与传统相比，压缩感应技术的使用让相机只需要采集成像所必需的最基本数据，从而令拍摄过程更加直接准确。 抛弃镜头后的特殊成像原理，也使新相机的每张照片都能保持对焦。目前新相机的主要部件仅三部分：半透明LCD（液晶显示器）板、一个单像素感应器、一台连接所有部件的计算机。拍摄时，布满开口的LCD板被放置在感应器前方，光线得以从这些透明开口中穿过；感应器随后按照红、绿、蓝的分类分别收集目标的数据；最后再由计算机集中成像。这种随机成像模式将会重复多次，以得到一幅完整的影像，而叠加的次数越多，最后获得的单帧影像的分辨率也就越高。 更值得一提的是，研究小组此次采用的都是低成本、商品化的部件。目前，市场上已经有了昂贵的Lytro光场相机等商业化产品，研究人员希望借助这种新技术来缩减新一代相机的尺寸和成本。 不过，目前新技术及其衍生的相机产品，距离成熟尚有一段路要走。首先其成像还达不到最精细完美的水平，等待改进；另外，鉴于压缩感应相机的主要原理是利用照射在对象身上角度稍微存在差别的光线，通过测量比较每个透明开口采集信息的不同来最终完成成像，但就现有的技术水平而言，尚不能解决一次拍摄耗时偏长的缺陷，因而短时间内该相机最好用于拍摄些简单的静物。 但贝尔实验室对其未来发展充满信心，表示压缩感应技术在效率上的优势无可比拟。他们分别拍摄了一摞书籍和一只静止中的足球，前者只使用了相机四分之一的成像能力，而后者占用的更少，仅为八分之一。（张梦然） 《科技日报》（2013-06-15 二版）

由中国计量科学研究院承担的国家“十一五”科技支撑课题 “利用相关光子测量技术建立光电探测器量子效率测量装置的研究”近日通过了专家验收。该课题自主研制的缠光子法探测器量子效率绝对定标装置，成功将我国光辐射功率计量的量程能力扩展到了光子水平，为用光子数重新定义国际基本单位之一的“坎德拉（cd）”量值复现研究奠定重要基础。　　课题的研制成功，缩短了我国与国际发达国家之间在实现基于量子物理复现光辐射功率基准研究方面的差距；同时为研究量子信息、生物医学、空天探测器、天文物理、环境科学等领域中涉及到的光子探测技术提供了光子水平的计量技术保障。

不知道大家有谁知道SCD、CID和CCD，问题：1、SCD、CID和CCD分别是什么检测器？1、为什么有的ICPOES用CID检测器，有的用CCD检测器，有的用SCD检测器，这三者有什么区别？2、应用方面，检测效果SCD、CID与CCD上有什么优缺点？3、量子化效率：500nm 55%，200nm 10%是什么意思，是不是量子化效率越高越好？

请问怎么测一个厚度只有2mm的发光玻璃的量子效率啊？急。。。。。。请高人指点谢谢

爱丁堡 FSL920 测量子效率大于1 哪里设置出现了问题~？http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09508.gif

“非常重要的原理性实验，一个艰苦卓绝的英雄主义的量子光学实验”——获得《自然》杂志审稿人如此好评的，是该杂志在量子信息领域首篇以中国为第一单位发表的论文。该论文在世界上首次成功实现了拓扑量子纠错，取得可扩展容错性量子计算领域的重大突破，为将来实现真正的量子计算打下了坚实基础。 论文由中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟及其同事陈宇翱、刘乃乐等，与澳大利亚、加拿大科学家合作完成，发表在23日出版的《自然》上。据潘建伟介绍，量子计算机由于其超越经典计算机极限的强大并行运算能力，成为科学家们梦寐以求的目标。但是，量子计算机与环境耦合而产生的各种噪声使计算产生各种错误。近年来，学术界提出了拓扑量子纠错这一全新概念，把量子态的拓扑性质应用于量子纠错过程中，使得可扩展容错性量子计算在现实条件下成为可能。 潘建伟团队创造性地发展了一套全新的实验技术，将双光子纠缠的亮度提高了4—5倍，八光子簇态的总效率至少提高了200倍。同时，研究人员还研制了一种特殊的滤除噪声的八光子干涉仪，以此观测到了具有拓扑性质的八光子簇态，并将此簇态作为量子计算的核心资源，实现了拓扑量子纠错。（记者 赵永新 蒋家平）

简单的说说吧，数码相机也是一种CCD，只是比较低端，一般只给出像数值（其实这个值意义也不大，现在号称有1700万像素，其实那是用物理抖动实现的，实际像素值还是400万什么的）科学级CCD需要提供的参数很多，如量子效率，满井容量，单个像素大小，靶面大小，响应范围，制冷，暗电流噪声等等。还有科学级CCD都是黑白的，好一点的动态范围一般是12bit以上，t好的CCD没有彩色的。彩色原因只是加了RGB通道，虽然标称是24bit动态范围，其实每个通道8bit，加起来是24bit。比单色ccd差远了。科学级CCD与数码比最大的弱点就是分辨率了，由于要实现那么多参数指标，决定了其靶面不能做到太大，单个像素不能太小（不详细说了）。目前最好的ccd之一是andor对EMCCD，为了实现高灵敏度，单个像素大小做到16um，靶面是512*512的。要是用来成像，分辨率还是差点。用途方面。要是想获得比较好的图片，比如染色切片，彩色荧光图片，当然用数码相机拍。这数码相机拍还分两种：一种是单反的，拆掉镜头，直接用相机的靶面成像，相机自身不可以调焦了。还有就是用相机自带的镜头取景，可调节，可采集大视野（不过要专门做接口，国内重庆光电可以做）。要是对荧光强度进行分析，当然还是用科学级CCD了。所以一般在荧光显微镜上配一个数码相机，一个科学级CCD就差不多了。

QE-2100测试荧光粉外量子效率大于1，仪器是出现了什么问题，怎么各自解决呢？

[align=center][b][size=14.0pt]如何用sCMOS相机优化显微成像[/size][/b][/align][align=center][size=11.0pt]会议时间：2020年3月20日10:00[/size][/align][b][size=12.0pt]内容介绍：[/size][/b]本次报告从灵敏度、成像视野、成像速度、成像特性等参数方面全面解读来自牛津仪器Andor的全新背照式、高分辨sCMOS相机。首先，介绍相机的成像结构和数据读出原理；第二，重点介绍Andor背照式SCMOS相机，分析相机参数对显微成像的影响；第三，以单分子成像为例，比较背照式sCMOS相机和EMCCD相机，给出各自成像优势；最后，展示sCMOS相机在具体科研上的应用。[b][size=12.0pt]讲师介绍：[/size][size=11.0pt]王坤:[/size][/b][size=11.0pt]2009[/size][size=11.0pt]年中科院国家纳米科学中心获得凝聚态物理博士，目前在牛津仪器Andor公司担任应用科学家，近十年来一直从事高端显微成像系统的相关科研及应用工作，参与过科技部重大仪器专项、中科院仪器专项、中科院仪器功能开发项目、上海市自然科学基金等科研项目，熟悉各类高端显微成像系统的原理，在各类生物样本成像上具有丰富的经验。[/size][font=等线][size=10.5pt]报名地址：[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_12626.html[/url][/size][/font]

我国科学家首次发现“量子反常霍尔效应”这一科研成果离诺贝尔物理奖有多近2013年04月11日 来源： 中国科技网 作者： 林莉君 李大庆 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244421_change_wtt3427_b.jpg量子反常霍尔效应的示意图，拓扑非平庸的能带结构产生具有手征性的边缘态，从而导致量子反常霍尔效应 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130410/051365597244437_change_wtt3428_b.jpg理论计算得到的磁性拓扑绝缘体多层膜的能带结构和相应的霍尔电导 “这个研究成果是从中国实验室里，第一次发表出来了诺贝尔物理奖级别的论文，这不仅是清华大学、中科院的喜事，也是整个国家发展中喜事。”4月10日，诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授高度评价了我国科学家的重大发现——量子反常霍尔效应。 由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。美国《科学》杂志于3月14日在线发表这一研究成果。由于此前和量子霍尔效应有关的科研成果已经3获诺贝尔奖，学术界很多人士对这项“可能是量子霍尔效应家族最后一个重要成员”的研究给予了极高的关注和期望。那么什么是量子反常霍尔效应？对它的研究为什么引起世界各国科学家的兴趣？它的发现有什么重大意义？ 重要性 突破摩尔定律瓶颈 加速推动信息技术革命进程 在认识量子反常霍尔效应之前，让我们先来了解一下量子霍尔效应。量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中重要、最基本的量子效应之一。它的应用前景非常广泛。 薛其坤院士举了个简单的例子：我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。“这就好比一辆高级跑车，常态下是在拥挤的农贸市场上前进，而在量子霍尔效应下，则可以在‘各行其道、互不干扰’的高速路上前进。”薛其坤打了个形象的比喻。 然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，“相当于外加10个计算机大的磁铁，这不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。”薛其坤说，而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。 自1988年开始，就不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。2006年, 美国斯坦福大学张首晟教授领导的理论组成功地预言了二维拓扑绝缘体中的量子自旋霍尔效应，并于2008年指出了在磁性掺杂的拓扑绝缘体中实现量子反常霍尔效应的新方向。2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系。这个方案引起了国际学术界的广泛关注。德国、美国、日本等有多个世界一流的研究组沿着这个思路在实验上寻找量子反常霍尔效应，但一直没有取得突破。 薛其坤团队经过近4年的研究，生长测量了1000多个样品。最终，他们利用分子束外延方法，生长出了高质量的Cr掺杂（Bi，Sb）2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功观测到了量子反常霍尔效应。 “量子反常霍尔效应可在未来解决摩尔定律瓶颈问题，它发现或将带来下一次信息技术革命，我国科学家为国家争夺了这场信息革命中的战略制高点。”拓扑绝缘体领域的开创者之一、清华大学“千人计划”张首晟教授说。 创新性 让实验材料同时具备“速度、高度和灵巧度” 从美国物理学家霍尔丹于1988年提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应，到我国科学家为这一预言画上完美句号，中间经过了20多年。课题组成员、中科院物理所副研究员何珂告诉记者：“量子反常霍尔效应实现非常困难，需要精准的材料设计、制备与调控。尽管多年来各国科学家提出几种不同的实现途径，但所需的材料和结构非常难以制备，因此在实验上进展缓慢。” “这就如同要求一个运动员同时具有刘翔的速度、姚明的高度和郭晶晶的灵巧度。在实际的材料中实现以上任何一点都具有相当大的难度，而要同时满足这三点对实验物理学家来讲是一个巨大的挑战。”课题组成员、清华大学王亚愚教授这样描述实验对材料要求的苛刻程度。 实验中，材料必须具有铁磁性从而存在反常霍尔效应；材料的能带结构必须具有拓扑特性从而具有导电的一维边缘态，即一维导电通道；材料的体内必须为绝缘态从而对导电没有任何贡献，只有一维边缘态参与导电。 2010年，课题组完成了对1纳米到6纳米（头发丝粗细的万分之一）厚度薄膜的生长和输运测量，得到了系统的结果，从而使得准二维超薄膜的生长测量成为可能。 2011年，课题组实现了对拓扑绝缘体能带结构的精密调控，使得其体材料成为真正的绝缘体，去除了其对输运性质的影响。 2012年初，课题组在准二维、体绝缘的拓扑绝缘体中实现了自发长程铁磁性，并利用外加栅极电压对其电子结构进行原位精密调控。 2012年10月，课题组终于发现在一定的外加栅极电压范围内，此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值h/e2—25800欧姆——世界难题得以攻克。 课题组克服薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，最终为这一物理现象的实现画上了完美的句号。 “下一步我们主要的努力方向是全面测量材料在极低温下的电子结构和输运性质，寻找更好的材料体系，在更高的温度下实现这一效应。那时，也许我们能对其应用前景作更好的判断。”王亚愚告诉记者。 外界评说 这是凝聚态物理界一项里程碑式的工作 “实验成果出来以后，量子霍尔效应的发现者给我发了一封邮件。他写道：我深信拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应是科学王冠上的明星。”张首晟向记者展示了这封邮件。 《科学》杂志的一位审稿人说：“这项工作毫无疑问地证实了与普通量子霍尔效应不同来源的单通道边缘态的存在。我认为这是凝聚态物理学一项非常重要的成就。”另一位审稿人说：“这篇文章结束了多年来对无朗道能级的量子霍尔效应的探寻。这是一篇里程碑式的文章。” 延伸阅读 霍尔效应与反常霍尔效应 霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压，这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。产生的横向电压被称为霍尔电压，霍尔电压与施加的电流之比则被称为霍尔电阻。由于洛伦兹力的大小与磁场成正比，所以霍尔电阻也与磁场成线性变化关系。 1880年，霍尔在研究磁性金属的霍尔效应时发现，即使不加外磁场也可以观测到霍尔效应，这种零磁场中的霍尔效应就是反常霍尔效应。反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同，因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转。反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的，因此是一类新的重要物理效应。 量子霍尔效应的相关研究已3次获得诺贝尔奖 量子霍尔效应在凝聚态物理的研究中占据着极其重要的地位。它就像一个富矿，一代又一代科学家为之着迷和献身，他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。 1985年，诺贝尔物理奖颁给了德国科学家冯·克利青，他于1980年发现了整数量子霍尔效应。 1998年，诺贝尔物理奖颁给了美国科学家：美籍华人物理学家崔琦以及施特默、劳弗林。前两人于1982年发现了分数量子霍尔效应，而后者则对这一效应进一步给出了理论解释。 2010年，诺贝尔物理奖颁给了英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。他们俩在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应。 此外，量子化自旋霍尔效应于2007年被发现，2010年获得欧洲物理奖，2012年获得美国物理学会巴克利奖。（记者 林莉君 李大庆） 《科技日报》（2013-04-11

美国《科学》杂志16日公布了该刊评选的2010年十大科学进展，一种在量子范围内运作的机械装置荣登榜首。　　在这一装置发明前，所有人造物体的移动都遵循经典力学法则。而今年3月，美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的物理学家安德鲁·克莱兰德、约翰·马丁尼斯等人利用一个0.0002毫米见方、由金属片包裹的石英晶片设计了一种精巧装置，其运动方式只能用量子力学来描述。这项研究成果当月17日发表在英国《自然》杂志上。　　科研人员期望有朝一日能在量子水平上完全控制一种物体的振动，上述成果帮助研究者在这一方向上迈出了关键一步，这种控制人造装置运动的新技术将允许科学家操控那些极小的运动，这与他们现在对电流和光粒子的控制很相似。这种能力可能会导致光量子态控制器、超敏感力探测器等新装置的出现以及最终对量子力学界限的研究。　　其他9项进展包括：　　合成生物学：一个美国研究小组5月20日报告说，他们合成了一个人工基因组，并用它使一个内部被掏空的单细胞细菌“起死回生”。这是首个完全由人造基因指令控制的细胞，它是人造生命研究历程中的关键一步。研究人员预计，定制的合成基因组将来可用于生物燃料、医药制品或化学制品的生产工艺。　　尼安德特人基因组：研究人员对约4万年前生活在克罗地亚的3个女性尼安德特人的骨骼做了基因组测序。这种对DNA降解片段进行测序的新方法，使专家得以首次对现代人基因组和尼安德特人的基因组进行直接比较。　　艾滋病病毒预防：科学界今年在艾滋病病毒预防领域取得重要进展——一种含有抗艾滋病病毒药物泰诺福韦的阴道凝胶可使女性感染该病毒的风险降低39%，另一种药物可使男同性恋者和通过变性手术告别“男儿身”者感染艾滋病病毒的风险减少43.8%。　　外显子测序与疾病基因：通过只对某一基因组中的外显子基因序列进行测序，研究人员发现至少导致12种疾病的基因突变。　　分子动力学模拟：研究人员用超级计算机跟踪观察一个正在折叠的蛋白质中的原子运动，这种跟踪观察的持续时间能比过去任何一种方法延长至少100倍。　　量子模拟器：量子模拟器能帮助研究人员较快速地解答凝聚态物理学中的某些理论问题，并可能有助于最终揭开物质超导性等领域的谜团。　　下一代基因组学：更快更廉价的测序技术使人们能够对远古和现代的DNA进行大规模研究。　　核糖核酸的重新编程：重新编程细胞，也就是把细胞的发育时钟“往回拨”，使它们的“表现”如同胚胎中的非特异性“干细胞”，是研究疾病和发育的一种重要途径。今年，研究人员找到了一种用合成核糖核酸来完成这一研究的新技术。与以往的方法相比，采用这种新技术的“回拨”速度要快两倍，效率要高100倍，在治疗应用方面可能更为安全。　　大鼠的回归：小鼠是科学研究中的最主要实验动物，但研究人员其实更希望使用大鼠。大鼠实验操作起来相对更容易，大鼠在解剖学上与人类更相似，但现有的准确关闭特定基因的研究技术对小鼠适用，却对大鼠无效。为解决这一矛盾，科研人员在今年开展了一系列研究，其结果有助于关闭大鼠的某些特定基因，从而有望让大鼠大批进入实验室。　　上述十大进展榜单将刊登在17日出版的新一期《科学》杂志上。