在量子多体物理学中,基态上方谱隙的存在对基态关联和纠缠特性具有重大影响 [1, 2, 3, 4]。谱隙的闭合也与拓扑量子相变的发生密切相关,因为量子相的现代定义依赖于通过 Hastings 的准绝热演化概念存在的带隙汉密尔顿量路径 [5, 6, 7]。在汉密尔顿量的各种“局部”扰动下谱隙的稳定性是一个活跃的研究领域 [8, 9, 10, 11, 12],为了利用这些稳定性结果,拥有广泛的带隙汉密尔顿量网络用于进一步的稳定性分析当然是有益的。一般来说,有关谱隙的问题是物理学中许多最具挑战性的未决问题的核心。两个例子是霍尔丹的猜想,即反铁磁海森堡链的自旋值为整数时存在谱隙[13,14],以及杨-米尔斯质量间隙,这是一个千年难题。有关谱隙相关性的更多背景信息,请参阅[15,7]。鉴于谱隙的存在具有很强的物理意义,人们对确定严格推导谱隙的数学技术有着浓厚的兴趣。已经发现,除极少数例外,只有特殊的无挫折哈密顿量才适合严格推导。
在1965年在Sinica Acta Physica发表的开创性作品中,Yu Lu指出,超导间隙在超导体中表现出较弱的调制较弱。在过去的十年中,一系列的高分辨率扫描隧道显微镜工作报告了某些超导体中的超导差距调制弱,并将这些现象解释为成对密度波。与Yu Lu的发现一致,Lee D H等。指出,在许多情况下,成对散射的干扰效应也会导致空间中的超导间隙调制。我们将讨论这两种机制的区别和统一,以及它们与最近的实验观察的相关性。
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宽带隙半导体 SiC 和 GaN 已经作为功率器件商业化,用于汽车、无线和工业电源市场,但它们在太空和航空电子应用中的应用受到重离子暴露后易发生永久性性能退化和灾难性故障的阻碍。这些宽带隙功率器件的太空认证工作表明,它们易受无法屏蔽的高能重离子空间辐射环境(银河宇宙射线)的损坏。在太空模拟条件下,GaN 和 SiC 晶体管在其额定电压的约 50% 下表现出故障敏感性。同样,在重离子单粒子效应测试条件下,SiC 晶体管容易受到辐射损伤引起的性能退化或故障,从而降低了它们在太空银河宇宙射线环境中的实用性。在 SiC 基肖特基二极管中,在额定工作电压的 ∼ 40% 时观察到灾难性的单粒子烧毁 (SEB) 和其他单粒子效应 (SEE),并且在额定工作电压的 ∼ 20% 时漏电流出现不可接受的下降。超宽带隙半导体 Ga 2 O 3 、金刚石和 BN 也因其在电力电子和日盲紫外探测器中的高功率和高工作温度能力而受到探索。从平均键强度来看,Ga 2 O 3 似乎比 GaN 和 SiC 更能抵抗位移损伤。金刚石是一种高度抗辐射的材料,被认为是辐射探测的理想材料,特别是在高能物理应用中。金刚石对辐射暴露的响应在很大程度上取决于生长的性质(自然生长与化学气相沉积),但总体而言,金刚石对高达几 MGy 的光子和电子、高达 10 15(中子和高能质子)cm − 2 和 > 10 15 介子cm − 2 的辐射具有抗辐射能力。BN 对高质子和中子剂量也具有抗辐射能力,但由于中子诱导损伤,h-BN 会从 sp 2 杂化转变为 sp 3 杂化,并形成 c-BN。宽带隙和超宽带隙半导体对辐射的响应,尤其是单粒子效应,还需要更多的基础研究。© 2021 电化学学会(“ ECS ” )。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/2162-8777/ abfc23 ]
我们的军事系统严重依赖其内部的微系统。几十年来,DARPA 一直致力于研究,以提高这些技术的性能。这有助于工程师提供越来越多的紧凑型设备和便携式平台,以支持国防训练和行动。随着军事能力的发展,对这些微电子器件的要求也在不断提高——从以更高的频率运行到在单个芯片上集成数十亿个晶体管。在过去的二十年里,特别是过去两年的电子复兴计划,DARPA 在电子研发方面投入了大量资金,以发现能够实现更高性能和功能的新材料和设计。硅长期以来一直是微电子器件的标准半导体材料,现在仍然是大量商业和国防应用的标准材料。然而,硅可以提供多少性能的理论极限——特别是对于以更高功率和频率运行的系统——在实践中正在达到。这一长期存在的现实检验推动了对替代半导体技术的探索。
《材料》(ISSN 1996-1944)于 2008 年创刊。该期刊涵盖 25 个综合主题:生物材料、能源材料、先进复合材料、先进材料特性、多孔材料、制造工艺和系统、先进纳米材料和纳米技术、智能材料、薄膜和界面、催化材料、碳材料、材料化学、材料物理、光学和光子学、腐蚀、建筑和建筑材料、材料模拟和设计、电子材料、先进和功能性陶瓷和玻璃、金属和合金、软物质、聚合物材料、量子材料、材料力学、绿色材料、通用材料。《材料》为投稿高质量文章和利用其庞大的读者群提供了独特的机会。