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微纳尺度稀土掺杂晶体的量子相干性能及其应用研究进展 被引量：1
1
作者 郭牧城 汪福东 +5 位作者 胡肇高 任苗苗 孙伟业 肖婉婷 刘书萍 钟满金 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期27-45,共19页
稀土离子掺杂晶体具有稳定的固态物性和出色的能级跃迁相干特性,在量子信息应用研究,尤其是发展量子存储设备方面独具潜力.除了宏观的块状稀土离子单晶,微纳尺度稀土离子晶体在高度集成的杂化量子系统和微型化量子设备方面也具有广泛的... 稀土离子掺杂晶体具有稳定的固态物性和出色的能级跃迁相干特性,在量子信息应用研究,尤其是发展量子存储设备方面独具潜力.除了宏观的块状稀土离子单晶,微纳尺度稀土离子晶体在高度集成的杂化量子系统和微型化量子设备方面也具有广泛的应用前景,且其制备难度较低,在体积、形状和组分调控上更具灵活性.因此,开发高性能的微纳尺度稀土离子晶体系统,并对其量子态进行精密探测与操控,已成为量子信息领域的重要研究方向之一.本文结合稀土离子晶体的高分辨和相干光谱学表征技术,综述了近年来微纳尺度稀土离子晶体在材料制备加工、量子相干性能测量、物理机理探索以及量子器件开发等方面的研究进展,对其在量子存储、量子频率转换、量子单光子源以及量子逻辑门等方面取得的最新研究进展进行了总结.最后,对微纳尺度稀土晶体材料及其信息器件研究过程中可能的改进方向和策略进行了讨论. 展开更多
关键词 量子信息 量子器件 稀土离子 量子调控
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强三维拓扑绝缘体与磁性拓扑绝缘体的角分辨光电子能谱学研究进展 被引量：2
2
作者 刘畅 刘祥瑞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第22期175-218,共44页
拓扑材料的发现标志着凝聚态物理学和材料科学的又一次革命.从电学属性来说,人们不再仅仅以导电性的强弱(能隙的有无)把材料划分为导体、半导体和绝缘体,而是进一步通过系统的整体拓扑不变量把材料划分为拓扑平庸的和拓扑不平庸的.拓扑... 拓扑材料的发现标志着凝聚态物理学和材料科学的又一次革命.从电学属性来说,人们不再仅仅以导电性的强弱(能隙的有无)把材料划分为导体、半导体和绝缘体,而是进一步通过系统的整体拓扑不变量把材料划分为拓扑平庸的和拓扑不平庸的.拓扑绝缘体是最早发现的拓扑非平庸系统,以负能隙的体材料和无能隙的拓扑边缘态为标志.强三维拓扑绝缘体拥有连接导带和价带的狄拉克锥拓扑表面态,而引入铁磁性会使拓扑表面态打开一个特殊的磁性能隙.这些新颖的材料在自旋电子学、非线性光学等广泛的领域有潜在的应用价值,更是将来的拓扑量子计算中不可或缺的核心材料.作为应用最广泛的一种直接观察k空间的实验手段和表面物理的重要分析工具,角分辨光电子能谱(ARPES)在拓扑材料的研究中一直处于举足轻重的地位.从拓扑绝缘体的最初发现到现在,利用ARPES研究强三维拓扑绝缘体和磁性拓扑绝缘体的文章已数以千计,不胜枚举.本文试从材料分类的角度对这两类材料的部分ARPES研究作一综述,侧重于描述利用ARPES研究此类材料的一般方法和过程,力求使读者对这一领域的研究现状有一个基本的概念.本文假定读者具有ARPES的基础知识,因此对ARPES的基本原理和系统构成不作讨论. 展开更多
关键词 拓扑绝缘体 磁性拓扑绝缘体 角分辨光电子能谱 电子能带
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自旋波电子学研究进展
3
作者 盛路通 陈济雷 于海明 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期939-947,共9页
近年来,传统的半导体工艺遭遇瓶颈,摩尔定律逐渐失效,亟需寻找下一代新型电子元器件。伴随着自旋波电子学的蓬勃发展,电子自旋作为一种信息传输的媒介引起了人们的广泛关注。自旋波是电子自旋的集体进动模式,是磁振子的宏观体现。自旋... 近年来,传统的半导体工艺遭遇瓶颈,摩尔定律逐渐失效,亟需寻找下一代新型电子元器件。伴随着自旋波电子学的蓬勃发展,电子自旋作为一种信息传输的媒介引起了人们的广泛关注。自旋波是电子自旋的集体进动模式,是磁振子的宏观体现。自旋波电子学旨在利用自旋波的特性实现低功耗的信息器件制备,为下一代电子元器件的发展和应用提供可靠的理论基础和技术路线。自旋波电子学包含十分丰富的物理学知识和现象,自旋波本身可以被限制和引导,也可以被放大。根据激发方式的不同,自旋波也可以产生不同程度的相干性。聚焦于相干自旋波,着重介绍了自旋波电子学近年来的研究进展,包括磁振子晶体、自旋波与电流的相互转换、交换自旋波的激发和探测、基于自旋波的多体系耦合和基于自旋波的逻辑计算器件等,并对自旋波电子学的发展方向做出了展望。 展开更多
关键词 自旋波电子学 自旋波 磁振子 逻辑器件 磁振子晶体
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非线性光学超构材料 被引量：1
4
作者 刘萱 邓俊鸿 +3 位作者 唐宇涛 张学才 欧阳敏 李贵新 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期342-351,共10页
在线性光学范畴下,光学超构材料等人工结构材料的出现与发展使得人们在控制光与物质的相互作用方面拥有更多自由度。例如,利用人工设计的功能单元可在亚波长尺度对光的振幅、相位和偏振进行灵活有效的调控,从而实现超透镜、负折射、隐... 在线性光学范畴下,光学超构材料等人工结构材料的出现与发展使得人们在控制光与物质的相互作用方面拥有更多自由度。例如,利用人工设计的功能单元可在亚波长尺度对光的振幅、相位和偏振进行灵活有效的调控,从而实现超透镜、负折射、隐身衣等新奇光学效应。通过调控超构材料中光的几何相位、局域电磁增强等物理机制,可实现光与物质相互作用的显著增强,为实现非线性微纳光学光源及其应用开启了新的大门。围绕近年来光学超构材料在光学频率转换、超快光开关与光调制、以及非线性相位调控等方面的研究进展进行了总结,并对非线性光学超构材料在未来应用中的前景和所面临的挑战进行了展望。 展开更多
关键词 光学超构材料 光学超构表面 非线性光学 光学频率转换 光开关与调制 非线性光学几何相位
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多能级系统中的动力学解耦
5
作者 张治达 易康源 +1 位作者 陈远珍 燕飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期86-94,共9页
动力学解耦技术能有效地抑制由低频环境噪声导致的退相干过程,因此在量子信息领域获得了广泛的应用.传统的动力学解耦方案通过对简单的二能级体系,如量子比特,施加特定的π脉冲序列来实现解耦效果.随着量子计算研发的深入,对于像超导量... 动力学解耦技术能有效地抑制由低频环境噪声导致的退相干过程,因此在量子信息领域获得了广泛的应用.传统的动力学解耦方案通过对简单的二能级体系,如量子比特,施加特定的π脉冲序列来实现解耦效果.随着量子计算研发的深入,对于像超导量子比特这种天然的多能级系统,研究者不再局限于二能级子空间,而是提出和实现了一系列基于多能级体系的量子调控手段和量子算法.目前对于如何抑制这些体系中的退相干尚缺乏深入研究.本文利用较易在实验中实现的紧邻能级间的π脉冲,构建了多种针对多能级系统的动力学解耦序列.结果表明这些序列可以很好地消除准静态噪声的影响.此外,通过计算滤波函数,还分析了这些序列及其拓展方案对于高斯噪声的抑制作用,并结合控制函数对滤波效果给出了物理解释.研究结果对于多能级体系中的相关噪声研究,包括噪声功率谱密度和关联性的刻画以及退相干的抑制等,均具有启发意义. 展开更多
关键词 多能级系统 噪声 退相干 动力学解耦 滤波函数
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