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晶体结构和原子空缺优化的热电...
图1。（a）立方GD 3 SE 4的晶体结构，由右图中描绘的GDSE 8多面体组成。（b）正骨GD 2 SE 3的晶体结构，由两个不同的GDSE 7多面体单元（右图）组成。GD和SE由热椭圆形显示，从结构细化中提取。rietveld结构的完善（a）立方GD 2.84 SE 4和（b）正骨GD 2 SE 2.98的同步子X射线衍射模式的细化。插图显示了拟合的相应优点，r p，r wp和r exp。
populus次级的原子，大分子模型...
植物二级细胞壁（SCW）由三个主要生物聚合物的异质相互作用组成：cellu-损失，半纤维素和木质素。有关特定分子间相互作用和SCW上部结构的高阶架构的详细信息仍然模棱两可。在这里，我们使用固态核磁共振（SSNMR）测量值来推断有关气管木中所有三个主要生物聚合物的结构构型，分子间相互作用以及相对接近的精致细节。为了增强这些发现的效用，并能够评估有机体中基于物理的环境中的假设，NMR可观察物被阐述为植物SCW内生物聚合物组件的原子，大分子模型。通过分子动力学模拟，我们定量评估了原子模型的几种变体，以确定通过SSNMR测量结果证实的结构细节。
将原子和激光变成量子计算机
在芝加哥大学的 Bernien 实验室，我们用单个原子构建量子计算机。量子计算听起来像是科幻小说中的东西，但自 20 世纪 90 年代末以来，小型量子计算机就以某种形式存在了。如今，量子计算机正以指数级的速度发展，世界各地的研究人员都在尝试新的想法来推进这项激动人心的技术。我们可能不应该指望很快就能有家用量子计算机，但量子计算的实用性已经发展到数十家初创公司，甚至多家大公司都在构建自己的量子计算机的地步。他们中的许多人甚至允许您租用他们的计算机来运行自己的量子程序！然而，由于这些系统的尺寸小、错误率高，量子计算仍然是一种正在开发的技术。因此，人们常说我们正处于嘈杂的中型量子 (NISQ) 时代。走出这个时代需要许多技术进步，我们的实验室正在积极致力于解决一些阻碍基于原子的量子计算系统的问题。
初始原子相干性和拉姆齐频率牵引...
在初级原子铯喷泉钟的不确定性预算中，对超精细时钟跃迁的频率牵引偏移的评估，迄今为止都是基于为铯束钟开发的方法，这种偏移是由其附近跃迁的意外激发（拉比和拉姆齐牵引）引起的。我们重新评估了喷泉钟中的这种频率牵引，并特别关注了初始相干原子态的影响。我们发现，由于亚能级粒子数不平衡和初始原子基态的状态选择超精细分量中的相应相干性，拉姆齐牵引导致的频率偏移显著增强。在原子喷泉钟中对此类偏移进行了实验研究，并证明了与模型预测的定量一致性。
双原子转子的形成和操纵……
图 1. 在具有稀释 Cs 吸附原子的 CsV 3 Sb 5 的 Sb 表面构建 Cr-Cs 双原子转子。 (a) 双原子转子形成示意图。 Cr/Fe 原子（用黄色球标记）作为单个原子分布并被 Cs 原子（用红色球标记）捕获，从而在 kagome 超导体 CsV 3 Sb 5 的 Sb 表面形成双原子转子。 (b) STM 图像显示具有稀释 Cs 原子的 CsV 3 Sb 5 晶体的 Sb 表面。 Cr-Cs 双原子转子用红色虚线圆圈突出显示（V s =-500 mV，I t =3 nA）。 (c) - (d) 尖端诱导 Cr-Cs 转子分离为 Cr 原子和 Cs 原子。分离前，Cr原子围绕Cs原子旋转，形成具有不稳定环带的Cr-Cs转子（c）。分离后，Cs和Cr原子的形貌清晰可见（d）。V s =-500 mV，I t =3 nA。（e），左：（c）中的旋转速率图ω（r），显示Cr原子沿圆形轨道绕Cs旋转（V =-600 mV，I =0.5 nA）。右：（c）中Cr-Cs转子环带位置（红十字标记）测得的I-t谱，显示出具有几个离散值的阶梯状特征（V =-250 mV，I =0.9 nA）。（f），CsV 3 Sb 5 的Sb表面Cr-Cs双原子转子的原子分辨STM形貌。图像中叠加了原子模型和 Sb 蜂窝晶格（白色虚线六边形），显示 Cr 原子围绕 Cs 吸附原子旋转（V s =-500 mV，I t =3 nA）。
在时空中捕获原子和电子
几乎所有光 - 互动的基本原因是空间和时间上的原子运动。为了提供类似电影的动力学访问，我们将电子显微镜与AttoSond激光技术统一。以这种方式，我们将现代电子束的令人敬畏的空间分辨率与光线周期[1]提供的壮观时间分辨率相结合。选定的结果将报告在超材料内的电场[2-3]，爱因斯坦 - de-haas对原子维度的影响[4]，相变的反应路径[5]和自由电子Qubit态的形成[6]。通过颠覆性成像技术实现了许多科学和技术的突破，我们的4D电子显微镜可能在原子维度上发挥了轻度相互作用的作用。
原子抗生素反细菌抗性
研究人员不仅在实验室环境中，而且还与中国同事合作测试了原子抗生素的作用。测试表明，新材料具有巨大的作用，尤其是在局部治疗中，例如在伤口愈合中。“在体内测试中，由金黄色葡萄球菌抗性菌株引起的皮肤感染迅速有效地愈合，所有炎症标志物都显着降低。我们现在正在考虑将其用于人造材料表面上的伤口敷料和抗菌治疗。这种新材料也可以帮助预防继发感染，这将对健康有重大影响。
通过深层强化原子与场的耦合……
量子计算和通信领域取得了突破性进展 [ 3 ]，其灵感来源于 P. Shor [ 4 ] 提出的整数因式分解量子算法。20 世纪 90 年代初，量子逻辑运算实现方案的理论提出与物质与场相互作用领域的进展相结合，为量子信息论奠定了基础，使得该学科目前成为一个独立的、最为突出的研究领域。除了通过实验建立了量子信息处理的原理证明 [ 1 – 3 ] 之外，量子力学的基础 [ 1 , 2 , 5 ] 也受益于理论与实验的对话，这种对话涉及物质与场相互作用物理、核磁共振、冷原子和固体物理等多个领域。除了量子量子比特和算法所带来的计算增益之外，本研究的目标是在物质-场相互作用领域，研究通过加强迄今已实现的物质-场耦合来进一步增加这种增益的可能性。这种加强将导致物质和场之间激发交换的时间更短，从而导致量子信息处理的时间更短。为了实现它，我们转向 20 世纪 90 年代后期发生的另一项重大进展：PT 对称哈密顿量的量子力学 [ 6 , 7 ] 。与量子信息领域的情况类似，伪厄米量子力学目前是一个独立的研究领域，得益于强大的活动和有趣的结果 [ 8 ] 。我们注意到，实现比厄米量子力学更快的可能性早在参考文献 [ 9 ] 中就有所设想。接下来面临的挑战是量子最速降线问题：寻找一个哈密顿量，它能够在最短的时间间隔 τ 内控制从给定初态到给定终态的演化。作者得出结论，对于厄米哈密顿量，τ 有一个非零的下界，而对于伪厄米哈密顿量，它可以任意小。然而，与这一非凡结论相反的是，后来发现 [ 10 ]，[ 9 ] 中提出的方法存在不一致性，这实际上阻碍了它实现比厄米更快的演化。我们在此提出的协议是一种通过伪厄米相互作用加强原子-场耦合来实现比厄米更快演化的替代方法。此外，加强原子-场耦合在量子光学中有着广泛的实际应用 [ 11 ]。
原子与光相互作用及基础应用
以下笔记是为 2023 年在圣保罗举行的 ICTP-SAIFR 学校“光与冷原子的相互作用”准备的。它们旨在支持“原子-光相互作用和基本应用”的入门课程。该课程分为 5 个讲座和一个奖励。冷原子云是研究光物质相互作用基本现象的理想平台。强大的原子冷却和捕获技术的发明导致了对所有相关自由度的前所未有的实验控制，以至于相互作用由弱量子效应主导。本课程回顾了物理学这一领域的基础，强调了光力对原子运动的作用。将讨论由许多原子对入射光的协同反应引起的集体和自组织现象。该课程面向研究生，要求本科生具备量子力学和电磁学的基本知识。讲座将由每堂课结束时提出的练习补充。本笔记主要摘录自一些教科书（见下文）和更深入的脚本，可在网站 http://www.ifsc.usp.br/ ∼ strontium/ 的菜单项“教学”−→“Cursos 2023-1”−→“ICTP-SAIFR 博士前学校”下查阅以供进一步阅读。建议准备和进一步阅读以下文献：
原子层沉积：综合指南
原子层沉积 (ALD) 是一种薄膜沉积技术，已广泛应用于半导体行业，用于生产微电子和其他设备。ALD 的独特之处在于它通过一次沉积一层原子层来精确均匀地沉积材料层。本文全面概述了 ALD，包括其历史、原理、应用和当前的最新研究成果。随着各行各业对高质量薄膜的需求不断增加，ALD 的前景一片光明，使其成为生产先进设备和系统的有前途的技术。