摘要:近年来,二维磁性材料 (2DMM) 已成为二维材料领域的一个研究热点,因为它们在基础研究以及未来自旋电子学、磁子学、量子信息和数据存储等技术相关应用中具有重要意义。2DMM 丰富的工具箱及其多样化的可调谐性使得对二维磁序的研究达到了前所未有的水平,研究范围深入到单原子层材料,远远超出了经典的薄膜磁性,为电子学、磁光学和光子学提供了一条极具前景的途径。在各种自由度中,自旋和声子 (即晶格振动的量子) 之间的相互作用,即所谓的自旋-声子耦合,是探索二维磁性的重要调谐旋钮,创造了新型准粒子并控制磁序。本综述概述了 2DMM 中自旋-声子耦合研究的最新进展。讨论了利用自旋-声子耦合研究二维磁性的各种技术。本文还总结了基于自旋-声子耦合调节二维磁序的最新进展,重点介绍了新功能。此外,本文还简要讨论了基于自旋-声子耦合的器件开发和概念。本综述将为我们介绍二维磁体及其功能器件中自旋-声子耦合研究的现有挑战和未来方向。
摘要:在三维(3D)空间中塑造语音波的流在控制物质的声音和热特性中起着至关重要的作用。到此末端,3D语音晶体(PNC)被认为是金标准,因为它们的完整语音带隙(PNBG)可实现对声音波抗的全向抑制作用。尽管如此,在高频制度中实现完整的PNBG仍然具有挑战性,因为获得了相应的要求的中尺度3D晶体,该晶体由连续的框架网络组成,并具有常规的构造。在这里,我们报告了DNA折纸设计的3D晶体可以用作最宽的完整PNBG的高超音速3D PNC。DNA折纸晶体 - 液化可以前所未有地提供3D晶体,从而实现了中尺度的连续框架3D晶体。此外,它们的晶格对称性可以分子编程为在对称组和数字的层次结构中处于最高水平,这可以促进PNBG的扩大。更重要的是,共形硅拟合可以使DNA折纸3D晶体刚性。总体,
我们介绍了使用GW扰动理论(GW PT)的电子波(E -PH)耦合的实际计算的工作流程。此工作流程结合了BerkeleyGW,ABINIT和EPW软件包,以在GW自我水平上启用精确的E-PH计算,超出了基于密度功能理论(DFT)和密度功能 - 功能扰动理论(DFPT)的标准计算。This workflow begins with DFT and DFPT calculations ( ABINIT ) as starting point, followed by GW and GW PT calculations ( BerkeleyGW ) for the quasiparticle band structures and e -ph matrix elements on coarse electron k - and phonon q -grids, which are then interpolated to finer grids through Wannier interpolation ( EPW ) for computations of various e -ph coupling determined physical诸如各向异性Eliashberg方程的电子自我甲基元或解决方案等数量。开发了一种量规的对称性展开技术,以降低GW PT(以及DFPT)的计算成本,同时满足Wannier插值的规格一致性要求。
自主系统的最新进展促使对下一代自适应结构和材料的强烈需求,以在其机械域中拥有更多的内置智能,即所谓的机械智能(MI)。以前的MI尝试主要集中在特定的设计和案例研究上,以实现MI的有限方面,并且在以有效而有效的方式构建和整合智能的不同元素时缺乏系统的基础。在这里,我们提出了一种新方法,以通过物理储层计算(PRC)框架实现集成的多功能MI来创建所需的基础。也就是说,同时体现了计算能力和智力的各种要素,即直接在机械领域中的感知,决策和指挥,从传统的自适应结构中推进了仅依赖附加数字计算机的常规自适应结构,这些结构仅依赖于附加的数字计算机和大量的电子设备来实现智能。作为一个示例平台,我们通过利用隐藏在其高度自由的非线性动力学中的PRC功率来构建具有MI集成元素的机械智能语音元结构。通过分析和实验研究,我们发现了从自我调整波控制到基于波浪的逻辑门的多种自适应结构功能。这项研究将为建立未来的新结构提供基础,这些新结构将极大地超过最新的现状,例如降低功耗,更直接的互动以及在严酷的环境或在网络攻击下更好的生存能力。此外,它将在不承担板载计算机的负担不足的情况下向系统中添加新功能和自主权。
本文档是公认的手稿版本的已发表作品,该作品以Nano Letters的最终形式出现,版权所有©2022 American Chemical Society,在出版商的同行评审和技术编辑之后。要访问最终编辑和发布的工作,请参见https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2C03427。
致谢广东工业大学的工作得到了广东省自然科学基金(批准号 2017B030306003 和 2019B1515120078)的支持。R. Wang 得到了广东省基础与应用基础研究基金(批准号 2021A1515110328 和 2022A1515012174)的支持。F. Zheng、Y. Fang 和 S. Wu 得到了国家自然科学基金(11874307)的支持。CZ Wang、V. Antropov 和 F. Zhang 得到了美国能源部 (DOE) 科学办公室、基础能源科学、材料科学与工程部的支持。艾姆斯实验室由爱荷华州立大学根据合同编号 DE-AC02-07CH11358 为美国能源部运营,包括在伯克利的国家能源研究超级计算中心 (NERSC) 提供计算机时间。 Y. Sun 的研究得到了美国国家科学基金会 DMR-2132666 号资助。R. Wang 和 H. Dong 还感谢广东工业大学校园网络与现代教育技术中心为本研究提供的计算资源和技术支持。
囚禁原子离子系统已证明,其状态准备和测量 (SPAM) 不准确性 [1] 以及单量子比特和双量子比特门错误率 [2–4] 是所有量子比特中最低的。基于囚禁离子的完全可编程、少量子比特量子计算机已经建成 [5, 6]。然而,到目前为止,这些系统尚未扩展到大量量子比特,原因包括异常加热 [7–10]、声子模式拥挤 [11]、光子散射 [12, 13],以及传统光学元件的扩展挑战 [14, 15]。最近,有研究表明,通过直接电磁偶极-偶极相互作用耦合的分子离子量子比特可用于量子信息处理 [16]。虽然使用该方法的分子量子比特系统的可扩展性预计不会受到异常加热或声子模式拥挤的限制,但目前分子离子量子比特并不像原子离子量子比特那样容易控制。特别是,分子离子的 SPAM 由于其通常缺乏光学循环跃迁而变得困难,这使得激光照射分子成为问题 [17]。一种方法是通过共捕获的原子离子进行量子逻辑光谱 (QLS) [18–20],这种方法最近也被用于纠缠原子和分子离子 [21]。然而,由于 QLS 需要在运动基态附近冷却,因此技术要求很高,而且激光操控分子离子会导致自发辐射到暗态。这里,我们描述了如何利用离子阱中的偶极-声子耦合将极性分子离子的偶极矩与多离子库仑晶体的声子模式纠缠在一起。这种现象可以用两种方式直观地理解:作为非静止离子所经历的时间相关电场驱动分子电偶极跃迁,或作为时间相关偶极矩驱动离子运动。对于多个离子,振荡发生在库仑晶体的集体模式中,甚至可以使相距很远的偶极子通过共享声子模式发生强烈相互作用。此外,偶极-声子相互作用可以是
在芯片上分配量子纠缠是实现可扩展量子处理器的关键步骤。使用旅行的声子(量化的引导机械波包包)作为传输量子状态的介质,由于与其他载流子(例如电子或光子)相比,由于其尺寸较小,而且传播速度较低,因此现在引起了很大的关注。此外,声子是在芯片上连接异质量子系统的高度有希望的候选者,例如微波炉和光光子通过光纤长距离传输量子。在这里,我们通过实验表明,通过实现两个行进的声子之间的量子纠缠并创建一个时间键 - 编码的传播声音量子量子,可以证明使用声子分发量子信息的可行性。机械量子状态是在光力学腔中生成的,然后发射到声音波导中,在该波导中传播约200微米。我们进一步展示了语音量如何与光子量子量子合作违反铃铛型不平等。
从载体 - phonon相互作用的角度讨论了氧化钨氧化钨(WO 3)的结构变化(WO 3),这是一种有希望的可见光响应性光催化剂。高速时间分辨X射线吸收光谱在光激发后立即观察到的前边缘峰的增加归因于由于Fröhlich-Polaron通过与光学纵向纵向音子的相互作用而产生的局部晶格失真。双分子重组可以通过双丙酸酯状态的形成来抑制,并且预期光催化中的高内部量子产率。双极状态在电子激发状态下是不稳定的状态,并通过声子 - 呼应相互作用放松到电子激发态中的稳定结构。在稳定的结构中,发现过渡偶极矩几乎为零,表明非辐射型过渡到电子基态,并且在电子激发态中的寿命很长。
由于非热微/纳米级声子群,热传输超过体积热传导 Vazrik Chiloyan a , Samuel Huberman a , Alexei A. Maznev b , Keith A. Nelson b , Gang Chen a * 1 a 麻省理工学院机械工程系,美国马萨诸塞州剑桥 02139 b 麻省理工学院化学系,美国马萨诸塞州剑桥 02139 虽然经典的尺寸效应通常会导致有效热导率降低,但我们在此报告