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说明: 中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在量子存储领域取得新进展,该团队李传锋、周宗权等人成功研制出多自由度并行复用的固态量子存储器,在国际上首次实现跨越三个自由度的复用量子存储,并展示了时间和频率自由度的任意光子脉冲操作功能。该成果于8月24日发表在国际期刊《自然-通讯》上。  由于不可克服的光纤信道损耗,目前地面安全量子通信距离被限制在百公里量级。基于量子存储器的量子中继方案可以有效克服信道损耗从而拓展量子通信的工作距离,所以量子存储器是未来长程量子通信和量子网络的核心器件。量子网络实用化的关键指标是通信速率,而多模式复用量子存储器可以极大地提升量子网络的通信速率。对于经典的存储器,如硬盘或者优盘等,其一个存储单元一次只能存储一个比特。而对量子存储器,由于具有量子相干性,其一个存储单元可以一次性存储大量的量子比特,这就是复用的概念。原则上对量子存储器的各个自由度都可以进行复用。  近年来,李传锋研究组一直致力于基于稀土掺杂晶体的复用量子存储的实验研究。2015年首次利用光子的空间自由度实现复用量子存储,存储维度数达到51维,至今保持固态量子存储维度数最高水平[Physical Review Letters 115, 070502 (2015)],复用时,可以把每一维作为一个模式,那么空间自由度就有51个模式。同年,利用光子的时间自由度,实现了100个模式的确定性单光子量子存储,至今保持复用固态量子存储的模式数最高水平[Nature Communications 6, 8652 (2015)]。  为了进一步提升量子存储器的复用能力,研究组创新性地采用多自由度并行复用的存储方案。比如在第一个自由度有M个存储模式,第二个自由度有N个模式,第三个自由度有P个模式,则量子存储器的总复用模式数为各个自由度模式数的乘积,即M*N*P。研究组选择光子的时间、空间和频率自由度进行...
说明: 如果你不在某些专门的领域进行工作或研究,你就很少有机会了解镝。镝作为17种稀土化学元素之一,是首次由法国化学家Paul-émile Lecoq de Boisbaudran在1886年当做氧化铒的杂质被发现的。然而,直到20世纪50年代都一直不能生产纯净的镝。虽然并非所有的稀土元素都是稀有的,但镝却堪称真正的稀有。镝的英文名来自希腊文“dysprositos”,原意为“难以取得”。  1. 镝的性能  镝呈银白色,微毒,尚无已知的生物用途。像其它镧系元素一样——原子序数从57到71的15种化学元素,是在独居石和氟碳铈矿中被发现的,但少量存在于磷钇矿和褐钇铌矿中。正如稀土投资新闻(Rare Earth Investing News)曾指出的,镝等重稀土与轻稀土不同,在中国取消出口配额后,后期走势上不明朗。不过,总体认为,重稀土将保持短缺。  2. 镝的应用  据皇家化学学会(Royal Society Of Chemistry)称,在过去,镝的应用领域不像其他稀土元素一样广泛。作为一种纯净的金属,它可以与水和空气反应,因此很难处理。不过,近年来由于镝广泛用于钕基磁性材料,所以情况出现了一些变化。在同样的重量和体积下,稀土的磁性比其它类型材料的磁性更强。特别地,钕铁硼的磁性是最强的,正在广泛应用于许多现代科技领域,如发动机、风力涡轮机组中的发电机以及电动汽车等。RSC认为,镝的主要用途是在钕基磁性材料中,镝有助于钕基磁材在高温下的作用,因为在高温下磁性材料可能会消磁。该机构表示,镝的需求正在迅速增长。  镝除了在磁性材料中的应用之外,它还用于卤化物灯中的碘化镝,以及用于核反应控制棒的氧化镝镍陶瓷。因为镝容易吸收中子,并且吸收中子之后不膨胀或收缩,因此镝非常适合于核领域的应用。  3. 供应风险  镝越来越难以获得。事实上,近年来,为规避镝...
说明: 瑞典皇家科学院宣布,将2014年诺贝尔物理学奖联合授予日本科学家的赤崎勇(IsamuAkasaki),天野浩(HiroshiAmano)以及美国加州大学圣巴巴拉分校的美籍日裔科学家中村修二(ShujiNakamura),以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献,即蓝色发光二极管(LED),为能源节省开拓了新空间。  将新开发的蓝光LED光源与已有的红光与绿光LED光源结合,人们终于可以通过三原色原理产生更加自然和实用的白光照明光源。这三位获奖人将共同分享800万瑞典克朗(约合120万美元)的奖金。他们也因此与该奖项自1901年颁发以来获奖的共196名德高望重的学者一同被铭记在那长长的榜单之上。  赤崎勇现年85岁,1964年获名古屋大学博士学位,1981年起任名古屋大学教授,现为日本名城大学终身教授、名古屋大学特聘教授。54岁的天野浩与赤崎勇是师生关系,现为日本名城大学教授。  赤崎勇和天野浩在氮化镓研究中,首次实现了氮化镓的PN结,为利用氮化镓材料制造蓝色发光二极管奠定了基础。2009年11月10日,赤崎勇获得2009年度京都奖尖端技术领域的奖项。京都奖自1985年始设立,面向尖端技术、基础科学、思想和艺术3大领域,其得主中后有数位又将诺贝尔奖收入囊中。  不是发现,是影响人类的发明  红色和绿色二极管已经存在了很长时间,但要产生白光,却需要红、蓝、绿三原色同时起作用。原来的二极管因为发光能量太低,所以只能发出红光和绿光,而蓝光意味着需要发出更高能量的光。上世纪80年代末,赤崎勇和天野浩在名古屋大学合作研究,而当时中村修二只是德岛县一家化学公司的雇员。他提出制备氮化镓蓝光发光二极管的设想,仅仅在提出这一设想三年后,中村修二便在《应用物理快报》上发表了生平第一篇英文文章:一种用于生长氮化镓新颖的金属有机物化学气相沉积法。论文一发表便轰动了世界半导体产业界和科学界——当...
说明: 一、激光晶体的重要性及其前景  六十年代激光器的出现,开创了光学领域的崭新局面,促进了光电技术的进程和发展。激光技术是光电子技术的核心组成部分,而激光晶体是激光器的工作物质。自1960年第一台红宝石激光器问世以后,人们对激光工作物质进行了广泛深入的研究与探索。固体激光晶体经历了六十年代的起步,七十年代的探索,八十年代的发展过程,固体激光晶体己从最初几种基质晶体发展到常见的数十种。作为固体激光器的主体,激光晶体发展成固体激光技术的重要支柱。正是由于激光晶体具有如此的重要性,才使其成为具有广阔发展前景的固体激光材料。根据国外有关资料,世界激光器具有持续稳定增长的市场前景。多年来各国政府在拨款方面逐渐减少,迫使各企业努力开发民用产品,采用新技术和降低成本的措施,并结合用户市场的需求开发新产品,尤其自1996丰以来,激光器市场,包括材料加工、医疗、通讯等迅速扩大,销售持续稳定的增长。据BCC公司的统计表明,按平均年增长12.1%计,仅美国激光材料和元部件市场从1996年的4.763亿美元将达到2000年的7.653亿美元。  二十一世纪是信息化的世纪,光电子技术是信息社会发展的强大推动力,因此,光电子产业一直被认为是下世纪的重要支柱产业。特别是许多传统产业在金融风暴的冲击下纷纷不支倒地,更使微电子和光电子等高科技产业支撑经济增长的角色日益突出。在近二十年内,光电子产业将以30-60%的年平均速度发展,而材料的研究和开发是光电子技术发展的先导和基础,因此具有广阔的发展前景。作为重要的光电子材料,激光晶体从科学研究到工业生产,从军用到民用,应用范围很广。目前90%左右的激光晶体是掺入稀土作为激活离子的。因此,稀土在激光晶体中已经成为一族很重要的元素。由此可见,激光晶体的巨大发展将推动稀土的广泛应用。二、稀土在激光晶体中的应用  激光晶体是由晶体基质和激活离子组成。激光晶体的激光性能与晶...
说明: 稀土元素本身具有丰富的电子结构,表现出许多光、电、磁的特性。稀土纳米化后,表现出许多特性,如小尺寸效应、高比表面效应、量子效应、极强的光、电、磁性质、超导性、高化学活性等,能大大提高材料的性能和功能,开发出许多新材料。在光学材料、发光材料 、晶体材料、磁性材料、电池材料、电子陶瓷、工程陶瓷、催化剂等高科技领域,将发挥重要的作用。?一、目前开发研究和应用的领域  1.稀土发光材料:稀土纳米荧光粉(彩电粉、灯粉),发光效率提高,将大大减少稀土用量。主要使用Y2O3、Eu2O3、Tb4O7、CeO2、Gd2O3。高清晰度彩色电视的候选新材料。?  2.纳米超导材料:使用Y2O3制备的YBCO超导体,特别薄膜材料,性能稳定,强度高,易加工,接近实用阶段,前景广阔。?  3.稀土纳米磁性材料:用于磁存储器、磁流体、巨磁阻等,性能大大提高,使器件变得高性能小型化。如氧化物巨磁电阻靶材(REMnO3等)。?  4.稀土高性能陶瓷:使用超细或纳米级的Y2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3等制备的电子陶瓷(电子传感器、PTC材料、微波材料、电容器、热敏电阻等),电性能、热性能、稳定性得到许多改善,是电子材料升级的重要方面。如纳米Y2O3和ZrO2在较低温度烧结的陶瓷,具有很强的强度和韧性,用于轴承、刀具等耐磨器件;用纳米Nd2O3 、Sm2O3等制作的多层电容、微波器件,性能大大提高。?  5.稀土纳米催化剂:在许多化学反应中,使用稀土催化剂,若使用稀土纳米催化剂,催化活性、催化效率将大幅提高。现用的CeO2纳米粉在汽车尾气净化器上,具有活性高、价格低、寿命长的优点,并代替了大部分贵金属,每年用量数千吨。?  6.稀土紫外线吸收剂:纳米CeO2粉对紫外线的吸收极强,用于防晒化妆品,防晒纤维,汽车玻璃等。?  7.稀土精密抛光:CeO2对玻璃等有较好抛光作用。纳米CeO2则有较...
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