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二维拓扑绝缘体

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  • 硒化铋Bi2Se3二维层状拓扑绝缘体材料的螺旋生长进展

    硒化铋Bi2Se3二维层状拓扑绝缘体材料的螺旋生长进展

    [color=#333333]最近,合肥微尺度物质科学国家实验室和化学与材料科学学院曾杰教授研究组在拓扑绝缘体二维层状纳米材料硒化铋Bi2Se3的结构设计、合成与生长机理研究方面取得重要进展。研究人员对Bi2Se3晶体的成核及生长进行了动力学调控,通过引入螺旋位错首次实现了二维层状材料的螺旋生长,将材料由分立的层状转变成连续性的螺旋条带,从而获得了一种既不同于单层又有别于传统块体的新型纳米材料。该成果以“Screw-Dislocation-Driven Bidirectional Spiral Growth of Bi2Se3Nanoplates”为题发表在《德国应用化学》杂志上(Angew. Chem. Int. Ed. 2014,DOI:10.1002/anie.201403530)。[/color][color=#333333]据巨纳集团低维材料在线91cailiao.cn的技术工程师Ronnie介绍,类石墨烯层状结构的硒化铋Bi2Se3因其简单的能带结构、远大于室温的能量涨落体带隙,被认为是最有前景的拓扑绝缘体材料之一。拓扑绝缘体是一种近几年被发现的新型量子物质态,在能量无耗传输、自旋电子学以及量子计算机等方面有着很大的应用前景。拓扑绝缘体除了奇异的不受缺陷和非磁性杂质散射的拓扑表面态外,若在其中引入一个螺旋位错的线缺陷,还可能会产生一对拓扑保护的一维螺旋态,从而创造一条完美的导电通道。曾教授课题组基于特色的可控制备手段,从晶体生长的动力学理论出发,通过将反应体系维持在极低的过饱和条件下,使Bi2Se3在成核过程中产生螺旋位错的缺陷,从而诱导层状材料进行双向的螺旋生长,打破硒化铋Bi2Se3本征的晶体生长模式。此外,研究人员还通过对螺旋生长速度的控制,合成出不同发展程度的螺旋结构,从中阐明了二维层状材料的螺旋生长机理。这项研究为实现一维拓扑螺旋态提供了材料基础,有助于促进Bi2Se3在拓扑绝缘体、热电以及催化等方面的新发展。此外,探索螺旋生长的方式对于合成其他二维层状材料的螺旋结构,从而调制材料的物理性能也有重要的指导意义。转自[img=,500,263]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707051342_01_2047_3.jpg[/img]低维材料在线:[/color]http://www.91cailiao.cn/index.php/news/57.html

  • 硒化铋Bi2Se3二维层状拓扑绝缘体材料的螺旋生长进展

    硒化铋Bi2Se3二维层状拓扑绝缘体材料的螺旋生长进展

    最近,合肥微尺度物质科学国家实验室和化学与材料科学学院曾杰教授研究组在拓扑绝缘体二维层状纳米材料硒化铋Bi2Se3的结构设计、合成与生长机理研究方面取得重要进展。研究人员对Bi2Se3晶体的成核及生长进行了动力学调控,通过引入螺旋位错首次实现了二维层状材料的螺旋生长,将材料由分立的层状转变成连续性的螺旋条带,从而获得了一种既不同于单层又有别于传统块体的新型纳米材料。该成果以“Screw-Dislocation-Driven Bidirectional Spiral Growth of Bi2Se3 Nanoplates”为题发表在《德国应用化学》杂志上(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI:10.1002/anie.201403530)。据巨纳集团低维材料在线91cailiao.cn的技术工程师Ronnie介绍,类石墨烯层状结构的硒化铋Bi2Se3因其简单的能带结构、远大于室温的能量涨落体带隙,被认为是最有前景的拓扑绝缘体材料之一。拓扑绝缘体是一种近几年被发现的新型量子物质态,在能量无耗传输、自旋电子学以及量子计算机等方面有着很大的应用前景。拓扑绝缘体除了奇异的不受缺陷和非磁性杂质散射的拓扑表面态外,若在其中引入一个螺旋位错的线缺陷,还可能会产生一对拓扑保护的一维螺旋态,从而创造一条完美的导电通道。曾教授课题组基于特色的可控制备手段,从晶体生长的动力学理论出发,通过将反应体系维持在极低的过饱和条件下,使Bi2Se3在成核过程中产生螺旋位错的缺陷,从而诱导层状材料进行双向的螺旋生长,打破硒化铋Bi2Se3本征的晶体生长模式。此外,研究人员还通过对螺旋生长速度的控制,合成出不同发展程度的螺旋结构,从中阐明了二维层状材料的螺旋生长机理。这项研究为实现一维拓扑螺旋态提供了材料基础,有助于促进Bi2Se3在拓扑绝缘体、热电以及催化等方面的新发展。此外,探索螺旋生长的方式对于合成其他二维层状材料的螺旋结构,从而调制材料的物理性能也有重要的指导意义。[align=center][img=,500,263]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707071343_01_2047_3.jpg[/img][/align]

  • Science: 低温强磁场磁力显微镜—调控拓扑绝缘体磁畴壁手性边界态

    Science: 低温强磁场磁力显微镜—调控拓扑绝缘体磁畴壁手性边界态

    拓扑绝缘体,顾名思义是绝缘的,有趣的是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态,这是拓扑绝缘体的独特性质。近期,理论预测存在的拓扑绝缘体在实验上被证实存在于二维与三维材料中,引起了科研界的大量关注。通常二维电子气体系中存在着量子霍尔效应,实验中观测到了手性边界态存在于材料的边界。在三维体材料的拓扑绝缘体中实验上可观测到反常量子霍尔效应。 K. Yasuda, Y. Tokura等人利用德国attocube公司的低温强磁场磁力显微镜attoMFM在0.5K温度与0.015T磁场环境下,证实了拓扑绝缘体磁畴壁的手性边界态的可调控性能,不同于之前实验上观测到的拓扑绝缘体中自然形成随机分布的磁畴中的手性边界态。Y. Tokura等人基于Cr-掺杂 (Bi1-ySby)2Te3制备了拓扑绝缘体薄膜,基底是InP(如图1C)。图1D为在0.5K极低温下使用MFM测量的材料中的磁畴分布,可以清晰看到自然形成的随机分布的大小与形貌不一的磁畴。通过使用MFM磁性探针的针尖在0.015T的磁场环境下扫描样品区域成功实现了对材料磁畴的调控。图1F为调控后样品的磁畴情况,被探针扫描过的区域,磁畴方向保持一致。[align=center][img=,500,273]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311331396935_7457_981_3.jpg!w690x378.jpg[/img][/align][align=center]图1: A&B 拓扑绝缘体磁畴调控示意图;C 拓扑绝缘体材料结构;D attoMFM实验观测自然形成多个磁畴; E&F MFM探针调控磁畴[/align][align=center][/align][align=center] 该拓扑绝缘体磁畴反转的性能随磁场大小变化的结果也被仔细研究。通过缓慢改变磁场,不同磁场下拓扑绝缘体样品的磁畴方向可清楚地被证实发生了反转(见图2)。通过观察,随机分布气泡状磁畴(0.06T磁场附近)一般的大小在200纳米左右。[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,206]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311339098931_5066_981_3.jpg!w690x285.jpg[/img][/align][align=center]图2: A 霍尔器件电测量结果;B attoMFM观测不同磁场下拓扑绝缘体的磁畴情况[/align][align=center][/align][align=center] 不仅通过attoMFM直观观测分析磁畴手性边界态调控,电学输运结果也证实手性边界态的调控。图3为在温度0.5K的时候,拓扑绝缘体电学器件以及相应的电学测量数据。数据表明,霍尔电阻可被调控为是正负h/e2的数值,证实了不同磁畴的手性边界态的调控被实现。作者预见,该实验结果对于低消耗功率自旋电子器件的研究提供了一种可能的途径。[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,565]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311333567372_456_981_3.jpg!w690x780.jpg[/img][/align][align=center]图3:拓扑绝缘体制备器件反常量子霍尔效应结果证实磁畴手性边界态调控[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,303]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311334450730_967_981_3.jpg!w690x419.jpg[/img][/align][align=center]图4:拓扑绝缘体磁畴手性边界态调控相关设备—低温强磁场原子力磁力显微镜[/align][align=center][/align][align=center][/align]低温强磁场原子力磁力显微镜attoAFM/MFM主要技术特点:-温度范围:mK...300 K-磁场范围:0...12T (取决于磁体)-样品定位范围:5×5×5 mm3-扫描范围: 50×50 μ㎡@300 K, 30×30μ㎡@4 K-商业化探针-可升级PFM, ct-AFM, SHPM, CFM等功能参考文献:“Quantized chiral edge conduction on domain walls of a magnetic topological insulator” K. Yasuda, Y. Tokura et al, Science 358, 1311-1314 (2017)

  • 首个光学拓扑绝缘体研制成功

    可有效减少光在传输过程中的散射2013年04月23日 来源: 科技日报 作者: 刘霞 科技日报讯 据物理学家组织网近日报道,以色列和德国科学家携手合作,成功研制出首个光学拓扑绝缘体,这种新设备通过一种独特的“波导”网格,为光的传输护航,可减少传输过程中的散射。科学家们表示,最新研究对光学工业的发展大有裨益。研究发表在最新一期的《自然》杂志上。 随着计算机的运行速度不断加快以及芯片变得越来越紧密,人们对操纵光的设备变得越来越小的渴求与日俱增。但当这些设备变小时,制造过程中就会产生瑕疵,使光的移动变得毫无规律且无法预料。人们迫切需要新技术来阻止在光传输中各类瑕疵造成的散射。 以色列理工大学的莫迪凯·塞格弗教授领导的团队和德国耶拿大学的阿历克斯·萨扎米特教授的团队携手,解决了这个问题。在实验中,他们使用了一列螺旋状、采用“蜂窝”网格结构排列的“波导”(像电线引导电一样引导光),在实验室展示了一种全新的“光学拓扑绝缘体”。 在“蜂窝”网格结构中,每个波导的厚度仅为头发丝的十分之一,光在其中受到了拓扑保护——即使存在瑕疵,光也会不间断地流动。塞格弗表示:“拓扑保护意味着,光不会注意瑕疵的存在,会在瑕疵周围流动。” 拓扑保护这一理念最初并非为了光而生,而是为了在固体物质中流动的电子。然而,以色列理工大学的米克尔·瑞切特斯曼和约纳坦·帕劳特尼克通过使用一列相互作用的波导,并让波导变成螺旋状而非直线形,从而将拓扑保护引入光子学。瑞切特斯曼说:“波导的螺旋天性打破了对称,因此,在前进的方向上,波导会顺时针旋转,而在后退方向上,波导会逆时针旋转。在我们的实验中,为了防止光传输出现不需要的散射,这一点是必须的。” 瑞切特斯曼接着说:“光子拓扑绝缘体有望为我们探究和理解拓扑保护提供一个全新的平台。例如,很难或无法在固体物质内进行的所有实验现在使用光能够进行了。”帕劳特尼克补充道:“最新理念有望成为光子通讯工业和光的超导体领域的重要部分。这一发现也意味着科学家们朝着光子计算和量子计算又前进了一步。” 光学工业是现代计算和通讯的心脏,光学使大量数据可以通过光纤快速传输。建立在光的流动和对光进行控制基础上的技术是计算机芯片制造和太阳能电池的核心技术。(刘霞) 《科技日报》 2013-03-23 (二版)

  • 推斥极绝缘体破了

    各位老师,我今天想拆离子源洗,不小心把推斥极绝缘体弄破了,现在买又没有库存,要等10多天才买的回来,样品堆了很多没测,有没有什么办法啊,谢谢了

  • 推斥极绝缘体坏了,这个配件可以找其它替代吗?

    推斥极绝缘体坏了,这个配件可以找其它替代吗?

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/07/201507181740_556150_2140715_3.png使用过agilent GCMS的同仁都清楚该离子源部件,不知道大家有没有留意拉出极上面一个塑胶推斥极绝缘体和离子源加热块上的一个塑胶推斥极绝缘体,,我们这边发现由于之前同事装的时候用力过猛,把离子源加热块上的一个塑胶推斥极绝缘体弄坏了一点,导致凸凹不平,这几天由于拆离子源,动了这个部位,清洗干净后重新自动调谐就显示219,502丰度不行,后面重新拆下发现这个问题,稍微创造性的顶出部件一些,让垫片不接触金属部位,现在调谐好了,具体看上图,推斥极绝缘体 2坏了,这个配件可以找其它替代吗?我们也紧急申请购买了一对,大家有了解这个推斥极绝缘体作用吗?

  • Bi2Se3/MoTe2异质结构中大自旋分裂的宽幅理想二维Rashba电子气

    Bi2Se3/MoTe2异质结构中大自旋分裂的宽幅理想二维Rashba电子气

    能实际应用的理想二维Rashba电子气(几乎所有的传导电子占据Rashba带)是应用半导体自旋电子的关键。研究证实,这样带有大Rashba劈裂的理想二维Rashba电子气可以在拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜上实现,该薄膜可在过渡金属硫化物MoTe2基板上按第一性原理计算结果指导生长得到。研究结果显示,Rashba带专处于MoTe2半导体带隙中一个较大的、约0.6? eV费米能级间隔中。如此宽幅的理想二维Rashba电子气具有大的自旋分裂,为实际利用Rashba效应提供了可能,之前从未做到。由于强自旋-轨道耦合,其Rashba分裂强度与重金属(如Au和Bi)表面的差不多,所引起的自旋进动距离小到10 nm左右。近Γ点的内(外)Rashba带平面内自旋极化最大约为70%(60%)。室温下相干距离至少数倍于自旋进动长度,为采用自旋加工设备提供了良好的一致性。这种二维拓扑绝缘体/过渡金属硫化物异质结构中的理想Rashba带,具有能量范围宽、自旋进动长度短、相干距离长的特点,为室温下制造超薄纳米自旋电子器件(如Datta-Das自旋晶体管)铺平了道路。该研究通过计算揭示了纳米自旋电子晶体管在室温下工作的可能性。来自中国台湾清华大学的T. H. Wang和H. T. Jeng通过第一性原理计算,证实了一种理想的二维电子气(半导体自旋电子实现应用的关键)可在硒化铋超薄膜绝缘体中实现,该超薄膜用半导体MoTe2作衬底、在室温下生长即可制备。超薄器件中形成的二维电子气表现出大的“自旋分裂”(两种状态的电子自旋间的分离),这正是晶体管之类的设备所需要的特性。采用电子自旋的电子器件来处理信息,用的是电子固有的自旋特性,而不象目前常规电子器件那样用的是电子的电荷特性。这会使设备在更小的空间内存储更多的数据,消耗更少的电能,使用更便宜的材料。据巨纳集团低维材料在线91cailiao.cn的技术工程师Ronnie介绍,异质结构是现在的研究热点,Bi2Se3/MoTe2异质结构,使得一种理想的二维电子气(半导体自旋电子实现应用的关键)可在硒化铋超薄膜绝缘体中实现,该超薄膜用半导体MoTe2作衬底,在室温下生长即可制备。[align=center][img=,440,335]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707071344_01_2047_3.jpg[/img][/align]

  • “量子反常霍尔效应”离诺贝尔物理奖有多近?

    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

  • 量子半导体器件实现拓扑趋肤效应,可用于制造微型高精度传感器和放大器

    科技日报北京1月22日电 德国维尔茨堡—德累斯顿卓越集群ct.qmat团队的理论和实验物理学家开发出一种由铝镓砷制成的半导体器件。这项开创性的研究发表在最新一期《自然物理学》杂志上。由于拓扑趋肤效应,量子半导体上不同触点之间的所有电流都不受杂质或其他外部扰动的影响。这使得拓扑器件对半导体行业越来越有吸引力,因为其消除了对材料纯度的要求,而材料提纯成本极高。拓扑量子材料以其卓越的稳健性而闻名,非常适合功率密集型应用。新开发的量子半导体既稳定又高度准确,这种罕见组合使该拓扑器件成为传感器工程中令人兴奋的新选择。利用拓扑趋肤效应可制造新型高性能量子器件,而且尺寸也可做得非常小。新的拓扑量子器件直径约为0.1毫米,且易于进一步缩小。这一成就的开创性在于,首次在半导体材料中实现了微观尺度的拓扑趋肤效应。这种量子现象3年前首次在宏观层面得到证实,但只是在人造超材料中,而不是在天然超材料中。因此,这是首次开发出高度稳健且超灵敏的微型半导体拓扑量子器件。通过在铝镓砷半导体器件上创造性地布置材料和触点,研究团队在超冷条件和强磁场下成功诱导出拓扑效应。他们采用了二维半导体结构,触点的排列方式可在触点边缘测量电阻,直接显示拓扑效应。研究人员表示,在新的量子器件中,电流—电压关系受到拓扑趋肤效应的保护,因为电子被限制在边缘。即使半导体材料中存在杂质,电流也能保持稳定。此外,触点甚至可检测到最轻微的电流或电压波动。这使得拓扑量子器件非常适合制造尺寸极小的高精度传感器和放大器。[来源:科技日报][align=right][/align]

  • 端子台预防绝缘不良的措施

    1.端子台绝缘材料的检查:原材料质量优劣对绝缘体的绝缘性能影响很大。因此对于原材料厂家的选择格外重要,不可一味的降低成本而丧失了材料质量.应选择信誉好的大厂材料.且对每批材料来料要仔细核对检查批号,材质证明等重要信息.做好材料使用的追溯性资料.2.绝缘体绝缘电阻检查:目前,有部分端子生产商工艺规定装配成成品后再检测电性能,结果由于绝缘体本身绝缘电阻不合格,只得整批成品报废。合理的工艺应是在绝缘体零件状态就100%进行工艺筛选,确保电性能合格。

  • 透明胶带在半导体内诱发出高温超导现象

    中国科技网讯 据物理学家组织网9月12日(北京时间)报道,由多伦多大学物理学家领导的国际研究小组利用透明胶带首次在半导体内诱发出了高温超导现象。这一方法为研制可用于量子计算机和提升能效的新型设备铺平了道路。相关论文发表在9月11日出版的《自然—通讯》杂志上。 高温超导是一种物理现象,通常指一些具有比其他超导物质更高临界温度的物质在液氮环境下产生的超导现象。而高温超导体是指无需加热就能够在液氮温度下导电且不会损失能量的材料,其通常也指在液氮温度以上超导的材料。它们目前被用于低损耗输电,并可作为量子计算机等下一代设备的基础构件。 人们在1911年发现超导体的时候,就被其奇特的性质,即零电阻、反磁性和量子隧道效应所吸引。但在此后长达75年的时间内,所有已发现的超导体都只能在极低的温度下才显示超导。另外,只有特定的铁化合物和铜氧化物才显示出高温超导特性,但铜氧化物却具有完全不同的结构以及复杂的化学组成,使其无法与一般的半导体相结合,因此这种化合物的实际应用也深受限制,而探索它们所能产生的新效应也变得尤为重要。例如,观察材料的邻近效应,即一种材料中的超导性会引发其他邻近的普通半导体也能产生超导现象。由于基本的量子力学要求两种材料要进行近乎完美的接触,因此上述情况很难发生。 研究小组负责人、该校的物理学家肯尼斯·博奇谈道:“通常情况下,半导体和超导体之间的交界面材料需经过复杂的生长过程才能形成,制造的工具也要比人的头发更为精细。而这个界面正是此次试验中透明胶带的附着地。”研究团队使用了透明胶带和玻璃载片来放置高温超导体,使其接近一种特殊类型的半导体——拓扑绝缘体。拓扑绝缘体能像大部分的半导体一样,其表面十分具有金属质感,允许电荷移动。这是因为在拓扑绝缘体的内部,电子能带结构和常规的绝缘体相似,其费米能级位于导带和价带之间。而在拓扑绝缘体的表面存在一些特殊的量子态,这些量子态位于块体能带结构的带隙之中,从而允许导电。因此也在这种新奇的半导体内首次诱发了高温超导现象。(记者 张巍巍) 总编辑圈点: 透明胶带和高温超导,这两个看似风牛马不相及的东西,却神奇地联系到了一起,让我们不得不惊叹科学家的非凡想像力。超导技术作为21世纪的宠儿,其发展、应用和普及将在世界能源方面发挥不朽的作用,将为世界免去大量不必要的边缘耗散。如果这些能量被合理利用,对人类的发展不可谓不大。超导材料的普及必将是一场材料大革命,其意义并不会亚于其他科技革命。而文中所述的研究发现,或将超导材料的应用普及引入“快车道”。 《科技日报》(2012-9-13 一版)

  • 英牛津大学专家指出 量子反常霍尔效应成果预示新时代来临

    新华社伦敦4月14日电(记者刘石磊)中国科学家从实验中首次观测到量子反常霍尔效应,英国牛津大学专家对此发现予以高度评价,并指出这一成果预示着一个令人兴奋的新时代的来临。 牛津大学物理系讲师索斯藤·赫斯耶达尔说:“这一成果预示着一个令人兴奋的新时代的来临——对于基础物理学来说,观察到量子反常霍尔效应让研究新的量子系统成为可能;对于更广泛的(电子)设备领域来说,这一成果为研发新式电子器件提供了基础。” 英国牛津大学物理系讲师陈宇林指出,在反常霍尔效应发现120年后,清华大学和中科院物理所的研究团队,在磁性掺杂的拓扑绝缘体材料中实现了量子反常霍尔效应,这是一个很了不起的成就。 陈宇林解释说:“反常霍尔效应是固体中由电子自身的自旋和轨道运动耦合导致的一个输运过程。而在量子反常霍尔绝缘体中,自发磁矩和自旋轨道耦合结合产生了拓扑非平凡电子结构,引起在无外加磁场条件下的量子霍尔效应。因为只有一个自旋通道参与电子导电,使其无损耗的导电比量子自旋霍尔体系更不容易被干扰,这将更有利于应用在低损耗电子和自旋电子学器件中。” 陈宇林认为,这个成就也肯定了近年来中国对基础研究的重视和投入。他说:“在拓扑绝缘体领域,华人科学家和中国国内的研究组作出了巨大的贡献。在过去两年中,清华大学和中科院物理所的研究人员做了大量工作,克服了各种困难,终于在世界上首次实现了这个优美的物理学现象。这说明只要有合适的条件,中国的科研是可以走在世界前沿的。”

  • 【分享】超绝缘现象

    《科技日报》2008年4月21日讯 一个由美国、俄罗斯、德国和比利时的科学家组成的研究小组,在温度接近绝对零度和强磁场状态下,从氮化钛薄膜中发现了超绝缘现象,奇怪的是,超绝缘现象是由超导现象引起的。该项科研成果发表在近期出版的英国《自然》杂志上。 1911年,荷兰物理学家卡茂林-昂尼斯意外地发现,将汞冷却到-268.98℃时,汞的电阻会突然消失,从而首次发现了超导现象。 1957年,美国伊利诺斯大学的巴丁、库柏和斯里弗提出了著名的“巴库斯超导量子理论”,他们认为,在超导态金属中电子以晶格波为媒介相互吸引而形成电子对,无数电子对相互重叠又常常互换搭配对象形成一个整体,电子对作为一个整体的流动产生了超导电流。由于拆开电子对需要一定能量,因此超导体中基态和激发态之间存在能量差,即能隙。这一理论的提出使超导研究进入了一个新的阶段。 1962年,年仅20多岁的剑桥大学实验物理研究生约瑟夫逊提出,在超导结中电子对可以通过氧化层形成无阻的超导电流,这个现象称作直流约瑟夫逊效应。 超导现象研究中的上述三次重大发现与近期多国科学家的发现有何关系?表面上看,虽然研究结果相反,但从整体上看是一致的。 研究人员将氮化钛薄膜冷却到接近绝对零度的状态,也就是说符合瑟夫逊效应,在这样的薄膜上外加直流电后发现,电流无损耗地经过薄膜,薄膜中产生了超导现象。但具有瑟夫逊效应的氮化钛薄膜只是一种理想模型,实际上的薄膜是一种微小尺寸的颗粒结构,在低温环境下颗粒是一种超导磁畴,并被绝缘区包围。 研究人员将薄膜置于0.9特斯拉(为地球磁场2000倍)的强磁场、温度为70mK(K为绝对温度)的环境中后发现,薄膜的表现就像普通的绝缘体一样,但当温度降低到20mK后发现,电流急剧接近零,也就是电阻无限增大。原来,这里发生了量子现象,出现了与超导完全相反的现象———超绝缘。虽然这很奇怪,但超绝缘效应在实验中与超导现象同时存在,因为磁畴仍然具有超导性。 超绝缘现象具有多大的稳定性?众所周知,当温度高于临界温度、外界磁场高于临界场和外加电流高于临界电流的情况下,超导现象将被破坏。研究发现,在某些状态,超绝缘现象也存在类似的情况。 研究人员指出,尽管上述研究目前只是基础研究,但该超绝缘现象的实际应用非常重要,它能解决一系列化学电源上的重大问题。

  • 美研制出新型“MIIM”二极管 可用于制造复杂微电子设备

    中国科技网讯 据物理学家组织网9月4日报道,美国俄勒冈州立大学(OSU)的研究人员在提高金属-绝缘体-金属(MIM)二极管的功能方面取得了显著进步,他们研制出了一种性能更加优异的金属-绝缘体-绝缘体-金属(MIIM)二极管。未来,人们有望使用这些MIIM二极管制备出高性能的微型电子产品。研究发表在最新一期的《应用物理学快报》杂志上。 传统的硅电子设备虽然成本低廉,但其运行速度目前正接近极限。而新的MIIM二极管则解决了硅基设备面临的大问题—电子通过硅的速度太慢,由MIIM二极管制成的电子设备的运行速度将显著改进。 新的“MIIM”二极管是一块由两块金属中间夹着两块绝缘体组成的“三明治”,这一结构使电子不会通过材料而是隧穿过绝缘体并且几乎同时出现在另一边。对于电子设备来说,这是一个完全迥异的制备方法。 最新研究证明,添加第二块绝缘体使电子的“步隧穿”成为可能,在“步隧穿”这种情况下,一个电子仅仅隧穿过一个绝缘体而非两个绝缘体,这一点使二极管的非对称性、非线性得到精确的控制,而且,也能在更低的电压下整流。 俄勒冈大学电子工程和计算机科学学院的约翰·康宁教授表示:“这一方法使我们可以通过在隧道壁内额外制造出一种非对称性来提高设备的性能。它赋予我们另外一种方法来处理量子力学隧穿并让我们朝着真实的应用更近了一步。” 该研究团队曾在三年前首次成功制造出高性能的MIM二极管。他们表示,新的MIIM二极管有望被用来制造更复杂的微电子设备,包括性能更优异的液晶显示屏、手机、电视机以及超高速的计算机等。而且,MIIM二极管也可以使用廉价且环保的材料以较低的成本大规模地生产。(刘霞) 《科技日报》(2013-9-13 二版)

  • 【讨论】二维谱图中的wti调整

    在用varian谱仪处理二维谱图如COSY谱时,可用wft2da自动设置相位,也可以用wti人工调整的方法。不是很明白这两种方法的区别,另外,wft2da,wft1da是什么意思呢?

  • 我国自主研制科研装备获重大突破 实用化深紫外全固态激光器唯我独有

    2013年09月07日 来源: 科技日报 作者: 李大庆 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20130907/011378496864671_change_hzp3951_b.jpg9月4日,中科院工作人员在检查深紫外非线性光学晶体的光透度。新华社记者 马宁摄 科技日报北京9月6日电(记者李大庆)由中国科学院承担的国家重大科研装备研制项目“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”今天在北京通过验收。这个系列科研装备的研制成功,使我国成为世界上唯一一个能够制造实用化深紫外全固态激光器的国家。 经过10多年的努力,中科院的科研人员在深紫外激光非线性光学晶体方面实现突破,在国际上首先生长出大尺寸氟硼铍酸钾晶体,并发现该晶体是第一种可用直接倍频法产生深紫外波段激光的非线性光学晶体。在此基础上,科研人员又发明了棱镜耦合技术(已获中、美、日三国专利),率先发展出直接倍频产生深紫外激光的先进技术,并全面开展新型深紫外激光科研装备的研制和学科应用研究。 2007年,财政部设立专项,对中科院深紫外固态激光源前沿装备研制予以支持。经过5年多的持续攻关,利用大尺寸氟硼铍酸钾晶体和棱镜耦合专利技术,中科院理化技术所、物理所、大连化物所和半导体所的科研人员在世界上首次研制成功8类8台集实用化、精密化于一体的深紫外固态激光源,实现了一系列关键指标的突破。利用这8台深紫外固态激光源,科研人员成功研制出了深紫外激光拉曼光谱仪、深紫外激光光化学反应仪、深紫外激光光发射电子显微镜、深紫外激光光致发光光谱仪、深紫外激光自旋分辨角分辨光电子能谱仪、光子能量可调深紫外激光光电子能谱仪、深紫外激光原位时空分辨隧道电子谱仪、基于飞行时间能量分析器的深紫外激光角分辨光电子能谱仪等8台科学仪器。 据了解,目前这8台仪器已经在石墨烯、高温超导、拓扑绝缘体、宽禁带半导体和催化剂等一系列重大研究领域中获得了重要结果:证实了Pb、O等原子可通过单层石墨烯岛的开放边界进行插层反应,实现石墨烯与衬底之间去耦合;首次发现拓扑绝缘体Bi2Se3的自旋结构和轨道结构是固定在一起;首次观测到Bi2212能量/动量谱与不同激发光子能量关系。相关研究成果已发表在国际顶级科学期刊上。 今天通过验收的包括两个平台——深紫外非线性光学晶体与器件平台和深紫外全固态激光源平台,以及深紫外激光拉曼光谱仪等8台科学仪器。验收委员会的专家认为,这些仪器设备的研制成功及在石墨烯、高温超导、拓扑绝缘体、宽禁带半导体和催化剂等研究中获得的重要成果,“使我国深紫外领域的科学研究水平处于国际领先地位,并在物理、化学、材料、信息等领域开创了一些新的多学科交叉前沿。”“该项目取得的研究成果属于原始创新工作,具有重要意义,并对继续开拓深紫外激光的应用具有十分重要的意义。” 据介绍,深紫外全固态激光源前沿装备研制项目的实施,初步打造了我国“晶体-光源-装备-科研-产业化”的自主创新链。在科技部的支持下,中科院新启动了深紫外仪器设备的产业化开发工作;在财政部的支持下,中科院也启动了深紫外固态激光源前沿装备的二期研制项目。 中科院院长白春礼在验收会上说,科研装备创新能力是衡量一个国家科技创新能力的重要标志。现代科技的进步越来越依靠科学仪器的创新和发展,科研仪器装备的突破,往往催生新的科研领域,产出重大创新成果。迄今为止,至少有1/3的诺贝尔物理和化学奖授予了那些在测试仪器和实验方法方面有重要创新的科学家。所以,我国要实现重大科学突破,不仅要有创新自信,要善于提出原创科学思想和方法,而且要发展出新的试验手段,研制出新的仪器装备。

  • 【仪器心得】+检测实验室具有一键计算功能的利器——Fluke 1508 绝缘电阻测试仪(数字“摇表”)使用心得

    【仪器心得】+检测实验室具有一键计算功能的利器——Fluke 1508 绝缘电阻测试仪(数字“摇表”)使用心得

    [font=宋体][color=#222222]在一次企业现场计量时候,我们看到实验室人员做绝缘测试,一位老师傅和一位年轻小伙子一人拿着一个仪器比着做,老师傅用的摇表,传统且用了一辈子的工具。而小伙子用的是数字式绝缘电阻表,一键计算功能,可计算极化指标和介质吸收率,消除了人为计算误差,无需记忆复杂的公式,记录一连串的读数。精确的测量结果和信息节约了时间和费用。作为一名使用福禄克多年的用户,下面来评价一下该款数字“摇表”的优势和不足,希望大家在选购仪器设备时少走弯路,也希望厂家不断改进仪器来满足用户的需求。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]一、厂家介绍:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]福禄克Fluke仪器仪表公司在中国改革开放的初期1978年就进入了中国。首先在北京建立了维修站,随后就成立了办事处。目前福禄克公司在北京、上海、广州、成都、西安都设有办事处,在沈阳、大连、武汉、南京、济南、乌鲁木齐、重庆和深圳设有联络处,这些机构为中国各界用户提供着方便、周到、及时的服务。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]多年来,福禄克为各个工业领域提供用于测试和检测故障的优质电子仪器仪表产品,并把该市场提升到重要地位。每新建的一个工厂、 办公区、或设施,都可成为福禄克产品的潜在用户。从工业控制系统的安装调试到过程仪表的校验维护,从实验室精密测量到计算机网络的故障诊断,福禄克的产品帮助各行各业的业务高效运转并不断发展。无论是技术人员、工程师、科研、教学人员还是计算机网络维护人员,都通过使用福禄克的仪器仪表产品扩展了个人能力,并出色地完成了工作。正是他们,给予福禄克的信任和良好的口碑,使得福禄克品牌在安全、耐用、精准、易用的质量标准方面得到高度的美誉,成为所涉及的领域中的佼佼者。[/color][/font][img=,240,325]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211231207030364_8889_2771427_3.jpg!w240x325.jpg[/img][font=宋体][color=#222222]二、首先,我们要知道绝缘电阻是什么:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]电之所以能为人所用,很大程度是因为绝缘,即利用不导电的物质将带电物体隔离或包裹起来,防止触电事故的发生,外面的隔离物就叫绝缘体。理想绝缘体是不导电的,即电阻为无穷大,而实际上绝缘体总有一定的导电能力,加上高电压时,会有少许的漏电流通过。绝缘体阻止电流通过的能力就叫绝缘电阻。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]绝缘电阻测试仪器就是:测量导体与绝缘层间的阻值。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]三、绝缘电阻阻值的判断:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]为了保证电气设备运行的安全,绝缘电阻应等于或大于一个最低值:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]各种电器的具体规定不一样最低限值:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]低压设备0.5MΩ[/color][/font][font=宋体][color=#222222]3-10KV 300M[/color][/font][font=宋体][color=#222222]Ω、[/color][/font][font=宋体][color=#222222]20-35KV[/color][/font][font=宋体][color=#222222]为400MΩ、[/color][/font][font=宋体][color=#222222]63-220KV[/color][/font][font=宋体][color=#222222]为800MΩ、[/color][/font][font=宋体][color=#222222]500KV[/color][/font][font=宋体][color=#222222]为3000MΩ[/color][/font][font=宋体][color=#222222]将所测得数值与出厂、交接、历年的数值进行比较,与前一次测试结果相比应无显著变化,一般不低于上次值的70%[/color][/font][font=宋体][color=#222222]四、仪器的选择根据电压等级来判断:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]电压等级的选择根据被测电气设备或回路电压选择仪表电压等级:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]100V[/color][/font][font=宋体][color=#222222]以下:250V;[/color][/font][font=宋体][color=#222222]100V[/color][/font][font=宋体][color=#222222]至500V:500V;[/color][/font][font=宋体][color=#222222]500V[/color][/font][font=宋体][color=#222222]至3000V:1000V;[/color][/font][font=宋体][color=#222222]3000V[/color][/font][font=宋体][color=#222222]至10000V:2500V;[/color][/font][font=宋体][color=#222222]10000V[/color][/font][font=宋体][color=#222222]及以上:5000V。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]电阻量程范围的选择:被测设备的绝缘电阻值在准确测量区域内。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]五、福禄克(FLUKE)1508绝缘电阻测试仪(数字“摇表”)优势和不足:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]优势:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]1.[/color][/font][font=宋体][color=#222222]中文界面和LCD显示屏,坚固、可靠、易用。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]2.[/color][/font][font=宋体][color=#222222]精密测量工具,包括测试电缆、马达和变压器。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]3.[/color][/font][font=宋体][color=#222222]具有一键计算功能,可计算极化指标和介质吸收率,消除了人为计算误差。无需记忆复杂的公式,或记录一连串的读数。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]4.[/color][/font][font=宋体][color=#222222]若连续 10 分钟没有功能档改变或按钮操作,测试仪会进入“睡眠模式”并使显示屏空白。这可以节省电池电量。按任意键或转动旋转开关,测试仪就会退出“睡眠模式”。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]5.[/color][/font][font=宋体][color=#222222]为了提醒您注意潜在危险的电压,当测试仪在绝缘测试中[/color][/font][font=宋体][color=#222222]检测到超过≥30 V以上的电压,在电阻中检测到超过 ≥2 V的电压,或者电压过载(0L)时,→符号会显示在显示屏上。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]不足:[/color][/font][font=宋体][color=#222222]1.[/color][/font][font=宋体][color=#222222]希望可以配备挎包便携式布袋,可以立式固定在测试环境附近;[/color][/font][font=宋体][color=#222222]2.[/color][/font][font=宋体][color=#222222]价格在2000元左右,相比于国产设备较贵,但是优势繁多。实验室人员需要权衡仪器设备的使用精度、频次以及技术要求。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]六、总结[/color][/font][font=宋体][color=#222222]市场上[/color][/font][font=宋体][color=#222222]测试仪[/color][/font][font=宋体][color=#222222]厂家很多,有进口的有国产的,各厂家的仪器特点不同,突出的特点也不一样,有的仪器市场占有率较高,与仪器灵敏度,稳定性好,使用方便,售后服务好等有关系。想在市场上占有一席之地,一是不断改进与提高仪器的使用技术,二是满足用户需求,设计出用户满意的[/color][/font][font=宋体][color=#222222]仪表[/color][/font][font=宋体][color=#222222]。[/color][/font][font=宋体][color=#222222] [/color][/font]

  • 【分享】绝缘油体积电阻率测定法

    绝缘油体积电阻率测定法 DL 421—91 中华人民共和国能源部1991-10-04批准 1992-04-01实施 本标准适用于测定绝缘油、抗燃油等液体介质的体积电阻率(cm)。 1 方法概要 体积电阻是施加于试液接触的两电极之间的直流电压与通过该试液的电流比,即  R=U /I (1) 式中 R——液体介质的体积电阻,; U——电极间施加的电压,V; I——通过试液的电流,A。 体积电阻率是液体介质在单位体积内的电阻的大小,用?表示,以下简称电阻率。 2 引用标准 2.1 GB 5654 液体绝缘材料工频相对介电常数、介质损耗因数和体积电阻率的测量。 2.2 GB 7597 电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法 3 仪器和材料 3.1 绝缘油电阻率测试仪 测试的范围108~1016?cm,仪器的测量误差不大于±10%。 3.2 电阻率测试仪恒温装置 包括配套的电极杯,温度能在50~100℃范围内自由调节。温控精确度±0.5℃。 3.3 电极杯 3.3.1 系采用复合式电极杯,结构紧凑,体积小,零部件容易拆洗,在重新装配时能不改变电极杯的电容量。保护电极和测量电极的绝缘应良好,能承受2倍试验电压。电极杯的规格和结构分别见表1和图1。 表 1 电极杯规格表 名 称 电极杯型号Y-30 Y-18电极材料 不锈钢 不锈钢绝缘材料 聚四氟乙烯 石英玻璃电极间距,mm 3.0 2.0空杯电容,pF 18 18样品量,mL 30 18工作电压,V 1000 500 3.3.2 电极材料采用不锈钢,电极表面经抛光精加工,支撑电极的绝缘采用聚四氟乙烯(或熔融石英、高频陶瓷等),具有足够的机械强度和低损耗因素,并具有耐热、不吸油、不吸水 图 1 Y型复合式电极杯 1—屏蔽帽;2—测温孔;3—螺母;4—绝缘板; 5—屏蔽环;6—排气孔;7—内电极;8—外电极 和良好的化学稳定性。 3.3.3 为避免外部电磁场的干扰,引线、加热器和电极都应加有金属屏蔽。 3.4 秒表 准确到0.1s。 3.5 试剂和材料 3.5.1 溶剂汽油、石油醚或正庚烷。 3.5.2 磷酸三钠。 3.5.3 洗涤剂。 3.5.4 蒸馏水。 3.5.5 绸布或定性滤纸。 3.5.6 玻璃干燥器。 3.5.7 0~100℃水银温度计。 3.5.8 干燥箱。 4 准备工作 4.1 电极杯的清洗 4.1.1 拆洗电极。先拧去屏蔽帽,再松开内电极的压紧螺母(屏蔽环可不必拆)。各部件先用溶剂汽油(或石油醚)清洗,再用洗涤剂洗涤(或在5%~10%的磷酸三钠溶液中煮沸5min),取出用自来水冲洗至中性,最后用蒸馏水洗涤2~3次。 4.1.2 测试合格样品后的电极杯,可用被试样品清洗2次后测量。 4.1.3 也可用超声波清洗器清洗电极杯各部件。 4.2 电极杯的干燥 将清洗好的电极杯部件,置于105~110℃干燥箱中干燥2~4h,取出放入干燥器中冷却至室温(不可直接用手取拿,应戴干净布手套)。 4.3 电极的装配和检查 4.3.1 把内电极螺杆插入绝缘板中心孔内,用螺母拧紧(不可用扳手,以免拧得过紧致使绝缘板变形,只要拧牢即可。操作时应戴干净布手套)。 4.3.2 拧上屏蔽罩。 4.3.3 检查电极杯是否清洁干燥。电极杯的空杯绝缘电阻应大于1015?。 4.3.4 检查电极杯的空杯电容(可用电容表测量,精确到0.1pF。测量值应减去屏蔽电容,取电极杯的有效电容值)。 4.4 样品的准备 4.4.1 采样。采样可按GB 7597规定进行,并应保证样品不受污染,不受潮。样品瓶应密封、避光保存。除有特殊要求外,在试验前不再经过滤和干燥。 4.4.2 试验前。先把样品瓶倾斜并慢慢摇动,使试样均匀(不可使样品产生气泡)。然后用干净的绸布或滤纸擦净瓶口,并倒出一些试样冲洗瓶口,再将试样徐徐倒入电极杯至刻度线,放入内电极,轻轻旋转并来回拉动内电极数次,取出内电极,倒去电极杯内的全部试样,重复上述操作2~3次。 4.4.3 将试样徐徐倒入电极杯至刻度线,插入内电极。用白布或滤纸揩净电极杯外部的污垢,再把电极杯置于恒温器中恒温。 4.4.4 试验环境:湿度不大于70%。 5 试验步骤 5.1 打开主机和恒温器电源,升温到90℃。 5.2 试样温度:绝缘油规定为90±0.5℃。 试样在升温中,应不断地轻轻拉出和摇动内电极,使样品受热均匀。当样品温度到90℃后,继续恒温30min,再进行测量。 5.3 把测量头插入内电极插口。 5.3.1 试验电压:Y-30型电极杯为1000V,Y-18型电极杯为500V。 5.3.2 调整零位。 5.3.3 测量。测20s(?1)和60s(?2)时的电阻率。 5.3.4 复位,电极杯进行放电。 5.4 复试时,应先经过放电5min,然后再测量。若测试结果误差大,应重新更换样品试验,直至两次试验结果符合精密度要求。 5.5 说明: 5.5.1 测量过程中的倍率一般放在1012?cm档。测试过程中应减少频繁的切换(因切换时可引起读数的波动,造成误差)。如果倍率不合适,需切换倍率开关引起读数偏差时,则作为预测数据。 每杯试样重复测定次数,不得多于3次。 5.5.2 按“测试”键后,电极杯上就自动加有电压,不得再触及电极杯和加热器,以防触电。 5.5.3 抗燃油和其他液体介质的测试温度,可按使用要求确定。 6 计算 使用自动型电阻率测试仪时,测量结果为直读数。若用其他的高阻计测量时,则可按下式计算: p1、2=KR (2) K=11.3C0式中 p1、2——为试样的电阻率,cm; K——为电极杯的电极常数; R——试样的电阻值,; C0——电极杯的空杯电容,pF。 7 精密度 7.1 重复性 电阻率p2×1012?cm>1时,不大于25%。 p2×1012?cm≤1时,不大于15%。 7.2 再现性 电阻率 p2×1012?cm>1时,不大于35%。 p2×1012?cm≤1时,不大于25%。 8 报告的取值守则(按表2) 表 2 报告的取值守则 电阻率(p1、2×1012cm) 取值守则100~500 保留1010~100 取整数<10 取二位数 附 录 A 绝缘油介质损耗因数的试验方法(电阻率法) (参考件) A 1 方法概要:绝缘油在交变电场作用下,可产生极化和电导损耗,即介质损耗。经大量的实验可知,绝缘油的偶极损耗是极微的,可忽略不计,即使油质已严重老化,电导损耗仍是主要的。 绝缘油在直流电场作用下作定向运动,产生热而造成电能损耗,其中一些极性分子,在外加电场的作用下,顺电场方向排列,产生极化电流,由于采用的电极杯,极化时间仅15~20s,能区别电容充电时间,因此选择这段时间测试的电阻率,也就能反映绝缘油电导和极化损耗,可按以下公式计算:  (A1) 式中 =2f; , C——电极杯充油后的电容值,F; R——绝缘油的电阻值,; f——频率,Hz。 A2 使用20s所测得电阻率,换算成油介质损耗因数。因为是换算到工频50Hz时的油介质损耗因数,所以 (A2) 式中 p1——绝缘油的电阻率,cm; ——绝缘油的介电常数; a——油杯的转换系数(Y-18、Y-30型的a=1.1)。 A3 p1应为20s的测量值,复试时应重新更换油样。 ________________ 附加说明: 本标准由能源部化学专业标准化技术委员会提出。 本标准由能源部西安热工研究所技术归口。 本标准由江苏省无锡供电局负责起草。 本标准的主要起草人杨元祥、陈明益。

  • 【基础知识】微波知识讲座(二)

    【基础知识】微波知识讲座(二)

    微波知识讲座(二)(来源:微波汇研微波公司)微波的特殊性质 当微波在传输过程中遇到不同的材料时,会产生反射、吸收和穿透现象,这些作用和其程度、效果取决于材料的几个主要的固有特性:介电常数(εr)、介质损耗角正切(tgδ,简称介质损耗)、比热、形状、含水量的大小等。 1. 常用材料 在微波加工系统中,常用的材料有导体、绝缘体、介质、极性和磁性化合物几类。 1) 导体 一定厚度以上的导体,如铜、银、铝之类的金属,能够反射微波,因此在微波系统中,常利用导体反射微波的这种特殊的形式来传播微波能量。例如微波装置中常用的波导管,就是矩形或圆形的金属管,通常由铝或黄铜制成。它们像光纤传导光线一样,是微波的通路。 2)绝缘体 在微波系统中,绝缘体有其完全不同于普通电路中的地位,绝缘体可渗透微波并且,并且它吸收的微波功率很小。微波和绝缘体相互间的影响,就像光线和玻璃的关系一样,玻璃使光线部分地反射,但大部分则透过,只有很少部分被吸收。在微波系统中,根据不同地情况使用着玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯塑料之类地绝缘体,它们常作为反应器的材料。由于这种“透明”特性,在微波工程中也常用绝缘体材料来防止污物进入某些要害部位,这时的绝缘体就成为有效的屏障。 3)介质 对微波而言,介质具有吸收、穿透和反射的性能。介质通常就是被加工的物料,他们不同程度地吸收微波的能量,这类物料也称为有耗介质。特别是含水和含脂肪的食品,它们不同程度地吸收微波能量并将其转变为能量。 4)极性和磁性化合物 这类材料的一般性能非常像介质材料,也反射、吸收和穿透微波。应当指出,由于微波能量具有能对介质材料和有极性、磁性的材料产生影响的电场和磁场,因此许多极性化合物、磁性材料同介质材料一样,也易于作微波加工材料。 2. 微波对介质的穿透性质 微波进入物料后,物料吸收微波能并将其转变为热能,微波的场强和功率就不断地衰减,即微波透入物料后将进入衰减状态。 不同的物料对微波能的吸收衰减能力是不同的,这随物料的介电特性而定。衰减状态决定着微波对介质的穿透能力。 1) 穿透深度 当微波进入物料时,物料表面的能量密度是最大的,随着微波向物料的渗透,其能量呈指数衰减,同时微波的能量释放给了物料。 穿透深度可表示物料对微波能的衰减能力的大小。一般它有两种定义:Ⅰ 渗透深度为微波功率从物料表面减至表面值的1/e (36.8%)时的距离,用DE表示,e为自然对数底值。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/04/200604091605_16486_1613333_3.jpg[/img]式中 λ0――自由空间波长 εr――介电常数 tgδ――介质损耗Ⅱ 微波功率从物料表面衰减到表面值的1/2时的距离,即所谓半功率渗透深度D1/2,其表示式为[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/04/200604091606_16487_1613333_3.jpg[/img] 渗透深度随波长的增大而变化,换言之,它与频率有关,频率越高,波长越短,其穿透力也越弱。在2450Hz时,微波对水的渗透深度为2.3cm,在915MHz时增加到20cm;245Hz时,微波在空气中的渗透深度为12.2cm;915MHz时为33.0cm。由于一般物体的[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/04/200604091606_16488_1613333_3.jpg[/img] ,微波渗透深度与所使用的波长是同一数量级的,这些结论也揭示了一个电磁场穿透能力的物理特性。由此可知,目前远红外线加热常用的波长仅为十几个纳米。因此,与红外、远红外线加热相比,微波对介质材料的 穿透能力要强得多。穿透能力差的加热方式,对物料只能进行表层加热,从整个物料的加热情况来看,属热传导加热范畴。而微波依靠其穿透能力较强的特点,能深入物料内部加热,使物料表里几乎同时吸热升温形成体热状态加热,其加热方式显然有别于热传导加热,由此,微波加热工艺带来一系列不同的加热效果。2)穿透深度与温度 微波的穿透深度也和物质的温度有关,见表3。表3. 微波对不同温度物质的渗透深度[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/04/200604091607_16489_1613333_3.jpg[/img]

  • 【资料】-二维色谱

    [b]二维色谱[/b] 色谱/色谱联用技术是采用匹配的接口将不同的色谱连接起来,第一级色谱中未分离开的组分由接口转移到第二级色谱中,第二级色谱仍有未分开的组分,也可以继续通过接口转移到第三级色谱中。理论上,可以通过接口将任意级色谱连接起来,直至将有机混合物样品中所有的组分都分离开来。但实际上,一般只要选用两个合适的色潇联用就可以满足对绝入多数有机混合物样品的分离要求了。因此,一般的色谱/色谱联用都是二级色潜,也称为二维色谱,但二维色谱也是有区别的。若两种色谱的联用仅是通过接口将前一级色谱的某一组分简单地传递到后一级色谱中继续分离,这是普通的二维色谱(two-dimensional chromatography),一般用C+C表示。但当两种色谱联用,接口不仅承担将前一级色谱的组分传递到后一级色谱中,而且还承担前一级色谱的某些组分(如高浓度和损害下级色谱的组分等)的收集式聚集作用,这种二维色谱称做全二维色谱(comprehensive two-dimensional chromatography),.一般用C×C表示。C+C或C×C两种二维色谱可以是相同的分离模式和类型,也可以是不同的分离模式和类型。原则上,只要有匹配的接口,任何模式和类型的色谱都可以联用,但常见的是根据流动相差异,将二维色谱分成两类。一类是流动相相同的二维色谱,如[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]/[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url] (GC/GC),液相色谱/液相色谱(LC/LC)等。这类二维色谱由于流动相相同,操作和接口的要求都较容易。另一类是流动相不同的二维色谱,如[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]/液相色谱(GC/LC)等。这类二维色谱由于流动相不同,操作和接口的要求均较高,至少要处理好两级色谱流动相的有效和合理的分离,因为前级色谱的流动相不能进入后一级色谱中。 在二维色潜中还需要注意的间题是:①两级色谱的柱容量应当尽可能地相互匹配。如果难以达到匹配水平,应选择柱容量大的色谱作为前一级色讲。②两级色灌虽然都可以选择合适各自特点的检测器,但为了保证后一级色潜对有机组分的分离检测,前一级色谱应当选择非破坏性检测器。如[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]应选择热导检测器,液相色谱应选择紫外检测器,而不能选择相应能破坏样品组分的氢火焰和液相电化学检测器等。若前一级色谱必须用破坏样品组分的检测器才能检侧组分,则只能采用分流的方法。即使前一级色谱的流出组分分成两部分,一部分进入检侧器,另一部分进入后一级色谱系统,这对接口有更高的要求,一般采用C×C二维色谱才能实现.最后,二维色潜能和单一色谱一样,也可以继续与有机物的结构鉴定仪器如质谱、红外和核磁共振等联用。正如[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]技术的一样,二维色谱的GC/GC技术非常成熟,经30年的商品化技术开发,目前GC/GC二维色谱联用仪器有很好的商品出售。LC/LC二维色谱目前还少有出售的商品仪器。但由于液相色谱有较多的分流模式,如正反相、离子交换等,使得LC/LC分离效果和应用范围要远远优于GC/GC。因此,近年LC/LC维色谱的应用和技术开发都在迅速发展,很快会有成熟的商品出现。下面主要对GC/GC和LC/LC二维色谱进行介绍。

  • 二维码国际标准体系建设迈出重要一步,仪器行业二维码也是一个发展趋势?

    2019国际二维码产业发展大会在广东佛山举行。目前我国二维码应用已经占全球九成以上。全球二维码产业链也在加速形成,业内和专家呼吁加快实现二维码产业标准化。大会期间,来自中国、法国、德国等14个国家的机构代表一致同意,正式成立国际二维码产业合作组织筹备委员会,二维码国际标准体系建设迈出重要一步?

  • 【求助】请教,什么是二维光谱?

    看到很多地方写ICP是二维光谱,不知道什么是二维光谱?它的特点是什么?和一维的有什么区别?是不是中阶梯光栅加CCD检测器就是二维光谱呢?

  • 美证实二维半导体存在普适吸光规律

    中国科技网讯 以往的研究表明,二维碳薄片石墨烯拥有一个通用的光吸收系数。而据物理学家组织网近日报道,现在,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的科学家首次证实,所有的二维半导体也同样普遍适用于一个类似的简单吸光规律。他们利用超薄半导体砷化铟薄膜进行的实验发现,所有的二维半导体,包括受太阳能薄膜和光电器件行业青睐的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,都有一个通用的吸收光子的量子单位,他们称之为“AQ”。相关研究论文发表在美国《国家科学院学报》上。 从太阳能电池到光电传感器再到激光器和各类成像设备,许多当今的半导体技术都是基于光的吸收发展起来的。吸光性对于量子阱中的纳米尺度结构来说尤为关键。量子阱是由带隙宽度不同的两种薄层材料交替生长在一起形成的具有量子限制效应的微结构,其中的电荷载流子的运动被限制在一个二维平面上,能带结构呈阶梯状分布。 “我们使用无需支撑的厚度可减至3纳米的砷化铟薄膜作为模型材料系统,来准确地探测二维半导体薄膜的厚度和电子能带结构对光吸收性能的影响。”论文的通信作者、劳伦斯伯克利国家实验室材料科学部的科学家兼加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学教授阿里·贾维说,“我们发现,这些材料的阶梯式光吸收比与材料的厚度和能带结构无关。” 他们将超薄的砷化铟膜印在由氟化钙制作的光学透明衬底上,砷化铟膜吸收光,氟化钙衬底不吸光。贾维说:“这样我们就能够根据材料的能带结构和厚度来研究厚度范围在3纳米到19纳米之间的薄膜的吸光性能。” 借助伯克利实验室先进光源的傅立叶变换红外分光镜,贾维团队在室温下测出了从一个能带跃迁到下一个能带时的光吸收率。他们观察到,随着砷化铟薄膜能带的阶梯式跃迁,AQ值也以大约1.7%的系数相应地逐级递增或者递减。 “这种吸光规律对于所有的二维半导体来说似乎是普遍适用的。”论文另一个通信作者、电气工程师伊莱·雅布洛诺维奇说,“我们的研究结果加深了对于强量子限制效应下的电子—光子相互作用的基本认识,也为了解如何使二维半导体拓展出新奇的光子和光电应用提供了独特视角。”(陈丹) 《科技日报》(2013-8-5 二版)

  • THUNDERLINE-Z玻璃绝缘子镀层处理不当怎么解决?

    [url=https://www.leadwaytk.com/article/5071.html]THUNDERLINE-Z[/url][font=Calibri][font=宋体]玻璃绝缘子焊点区域的涂层起泡、空洞或剥落会导致焊料附着不良,导致焊点不牢固,进而可能导致气密性或电气故障。尽管涂层表面可能适合基底金属,但涂层的选择也需要符合焊接接头中所用填充金属的粘附要求。[/font][/font][font=Calibri]THUNDERLINE-Z[font=宋体]玻璃绝缘子涂层附着力差通常是由于储存前残留在涂层或金属表面的杂质造成的,也可能是由于为所需应用选择了错误的涂层造成的。在选择电镀时,需要考虑基壳材料和焊料填充金属。[/font][/font][font=Calibri][font=宋体]为了根据具体应用选择合适的涂层,[/font]THUNDERLINE-Z[font=宋体]玻璃绝缘子需要考虑外壳母材、焊接过程和最终包装产生的环境条件。[/font][font=Calibri]THUNDERLINE-Z[/font][font=宋体]玻璃绝缘子适当清洁[/font][font=Calibri]Z[/font][font=宋体]玻璃绝缘体的基底金属对于提供坚固的电镀表面也非常重要。匹配液[/font][/font][font=宋体]体[/font][font=Calibri][font=宋体]和清洗剂的选择和管理不当会导致涂层的附着力问题。[/font][/font]

  • 核磁二维谱的问题

    哪些情况下需要做二维谱啊?当解析氢谱或碳谱的归属时, 如果有不确定归属情况, 就是需要二维谱帮忙的时候.

  • GB/T17623绝缘油气相色谱分析仪可以测试哪些气体?

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]分析仪是依据GB/T 17623、DL/T 703标准规定的方法设计制造的,适用于分析充油电器设备中(包括变压器、电抗器、电流互感器、电压互感器、充电套管等)溶解于绝缘油中的氢、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔等气体含量的分析。[font=&]得利特(北京)科技有限公司专注于油品分析仪器的研发和销售活动,我公司产品有:酸值测定仪、微量水分测定仪、凝点倾点测定仪、体积电阻率测定仪、介电强度测定仪、介质损耗测定仪、水溶性酸测定仪、界面张力测定仪、析气性测定仪、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]分析仪等多种绝缘油分析仪器、燃料油分析仪器、润滑油分析仪器,水质分析检测仪器、气体检测仪器,型号多,质量保证,可定制。最近新出了:泡沫特性测定仪、泡沫倾向性测定仪、泡沫稳定性测定仪、润滑油泡沫特性测定仪。[/font]

  • 【转帖】全二维气相色谱

    全二维[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]Comprehensive two-dimensional Gas Chromatography,GC×GC 全二维[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]不同于通常的二维色谱(GC+GC)。GC+GC一般是从第一支色谱柱切割出部分馏分在第二支色谱柱上进行分离,缺点是不能完全利用二维[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]的峰容量,它只是把第一支色谱柱流出的部分馏分转移到第二支柱上,进行进一步的分离。 全二维[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]是把分离机理不同而又互相独立的两支色谱柱以串联方式结合成二维[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url],在这两支色谱柱之间装有一个调制器,起捕集再传送的作用,经第一支色谱柱分离后的每一个馏分,都需先进入调制器,进行聚焦后再以脉冲方式送到第二支色谱柱进行进一步的分离,所有组分从第二支色谱柱进入检测器,信号经数据处理系统处理,得到以柱1保留时间为第一横坐标,柱2保留时间为第二横坐标,信号强度为纵坐标的三维色谱图或二维轮廓图。 这个技术自90年代初萌芽以来,在1999年由美国Zoex公司实现了仪器商品化。可以说,GC×GC是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]技术的一次革命性突破(关键部件是调制器),将在复杂样品分离中发挥积极作用,是一种十分诱人的分离分析工具。由于这项技术非常新,目前全世界只有二十台左右的仪器,且只有Zoex公司有定型产品。该仪器有如下特点:1. 分辨率高、峰容量大。其峰容量为组成它的二根柱子各自峰容量的乘积。美国Southern Illinois大学已成功地用此技术一次进样从煤油中分出一万多个峰。2. 灵敏度高。经第一支色谱柱分离后,馏分在调制器聚焦,再以脉冲形式进样。因此,灵敏度可比通常的一维色谱提高20~50倍。3. 分析时间短。由于用了二根不同极性的柱子,因此样品更容易分开,总分析时间反而比一维色谱短。也由于高分辨率的原因,定性可靠性可大大增强。一个方法可覆盖原来要几个ASTM方法才能做的任务。 大连化学物理研究所及时地参与了GC×GC新技术的发展历程。2000年2月Zoex公司总裁专门来连与许国旺研究员商谈共同开发GC×GC技术的合作事宜。 该项技术将广泛地应用于含100个组分以上的复杂样品分析,如石油样品、环境样品、中药、香精香料、酒类、油脂等. 样品越复杂,优势越明显。一些长期分不开的样品,将会随着此技术的应用得以分开。

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