亮点文章
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基于13.5 nm工作波长的缺陷表征技术是突破极紫外(extreme ultraviolet, EUV)掩模制备质量瓶颈的关键基础. 同步辐射光源能产生波长稳定可调谐、洁净无污染的EUV光束, 是开展掩模缺陷表征研究的理想光源. 本文综述了国际知名同步辐射EUV光源掩模缺陷表征平台的工作原理、性能指标及技术优缺点, 深入剖析了结合傅里叶合成照明的离轴波带片全场成像、结合扫描技术与相干衍射成像的叠层衍射成像这两类主流表征方案, 同时指出了掩模缺陷检测和分析一体化、光源微型化、成像技术优势互补的发展趋势. 本文结论不仅为下一代EUV掩模缺陷表征平台设计提供了参考范例, 也为国产化6英寸EUV掩模缺陷表征系统的实际研制提供了一定的工程实践价值.
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近年来, 镍氧化物超导电性备受关注, 全球多个科研团队在常压和高压条件下, 发现了多种镍氧化物材料的超导电性. 来自中国和美国的研究团队通过独立、相异的研究路径, 发现了常压下双层Ruddlesden-Popper结构镍氧化物薄膜的高温超导电性, 为深入研究高温超导机理提供了全新的平台. 中国团队基于自主发展的“强氧化原子逐层外延”技术, 制备出具有原子级平滑表面的纯相双层结构镍氧化物超导薄膜. 通过原位强氧化处理技术, 可在原子级平整的薄膜表面开展ARPES等表面敏感测量, 揭示超导相的电子结构特征, 为超导微观机理的深入研究提供关键实验基础. 通过协同开展晶格结构设计、稀土/碱土元素替代以及界面应力工程调控, 有望进一步提升该体系的超导转变温度.
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高温超导是凝聚态物理研究的一个基本问题, 也是21世纪亟待攻克的关键科学难题之一. 其研究不仅揭示了大量新奇的量子现象, 深化了对量子多体物理的理解, 还极大地促进了实验技术的创新以及关联量子理论与方法的发展. 更为重要的是, 高温超导是一个非微扰的强关联量子系统, 其研究为非微扰量子理论的突破提供了理想的实验平台, 是系统构建非微扰量子场论的关键驱动力. 当前, 高温超导研究面临着诸多挑战, 要取得实质性突破, 不仅需要发展基于新原理的实验探测技术, 构建新的量子多体理论框架和研究手段, 更重要的是要通过对已有实验现象和效应的深入分析, 挖掘这些现象之间的内在关联和规律, 为揭示高温超导机理提供关键线索, 同时推动量子多体理论的整体发展.
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费米-哈伯德模型是描述凝聚态物理中关联电子体系的基础模型, 与高温超导现象具有深刻联系. 近年来, 超冷原子量子模拟已成为研究该模型的重要范式, 同时多体数值计算在该模型基础物理性质的研究方面也取得了重要进展. 特别地, 最近超冷原子实验观测到三维哈伯德模型中的反铁磁相变, 是费米-哈伯德模型量子模拟的重要一步, 为理解量子磁性与高温超导之间的联系奠定了基础. 本文回顾费米-哈伯德模型的理论与实验研究进展, 侧重于三维体系, 并讨论实验的发展历程和现状, 展望未来的发展趋势.
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1934年, 普林斯顿大学的Eugene Wigner预言了电子晶体的存在. 电子同时具有动能和相互作用的势能, 当电子态密度满足一定的条件时, 由于电子之间的排斥作用, 电子会倾向于按规则的晶格结构排布, 形成电子晶体, 也称为维格纳晶体. 近90年来, 维格纳晶体一直吸引着凝聚态物理学家. 1979年, 实验发现在液氦表面存在从电子液体到电子晶体的相变. 之后的实验中观察到在强磁场下的二维电子气中存在二维维格纳晶体的特征. 然而, 在实空间中直接观测二维维格纳晶体仍然是一项艰巨的挑战. 通过WSe2/WS2 moiré超晶格上方的石墨烯传感层, Li等在实验中观察到了维格纳晶体的实空间形貌. 而在最近的研究中, Tsui等使用高分辨率扫描隧道显微镜测量技术, 直接对贝纳尔堆叠(Bernal stacking)双层石墨烯中的磁场诱导维格纳晶体进行成像, 并研究其结构特性与电子密度、磁场和温度的函数关系. 本文将通过4篇代表性工作, 简要介绍维格纳晶体的进展和发展前景.
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近年来, 以Ag2S为代表的塑性热电材料研究取得显著进展. 该类材料因具有较低的滑移势垒和较高的解理能, 表现出优异的室温塑性, 并可通过固溶优化实现塑性和热电性能的协同提升. 最新研究表明, Mg3Bi2基单晶材料在塑性变形能力和室温热电性能方面综合表现更佳. 微观结构表征及理论计算分析揭示了位错滑移在Mg3Bi2单晶塑性变形过程中的关键作用, 特别是多个滑移系表现出较低的滑移势垒. 这些发现不仅深化了对塑性热电材料微观变形机制的理解, 还为优化材料性能和开发新型柔性热电器件奠定了重要基础. 未来将这些材料应用于实际器件仍面临热稳定性、化学稳定性和界面接触等挑战, 这些问题的解决将推动塑性热电材料在柔性电子领域的应用.