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中科院物理所铁基超导体物性研究取得新进展_46a6221b_0b3b_4bcb_

中科院物理所铁基超导体物性研究取得新进展_46a6221b_0b3b_4bcb_

中国材料进展

第28卷

Ability[J].AdvancedMaterials,2007,19:121-124.[25]JiXuying(荆煦瑛),ChenShili(陈式棣),YaoEnyun(么恩

云).PracticalGuideofInfraredSpectra(红外光谱实用指南)

[M].Tianjin:TianjinScience&TechnologyPress,1992.

[26]NakamotoK.InfraredandRamanSpectraofInorganicandCoor-

dinationCompounds(无机和配位化合物的红外和拉曼光谱)

[M].TranslatedbyHuanDeru(黄德如),WangRenqing(汪

仁庆).Beijing:ChemicalIndustryPress,1991.

[27]SerreC,MillangeF,ThouvenotC,etal.VeryLargeBreathing

EffectintheFirstNanoporousChromium(III)-BasedSolids:MIL

-53orCrIII(OH)·{O2C-C6H4-CO2}·{HO2C-C6H4-CO2H}x·H2Oy

[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2002,124:13519-13526.[28]SingKSW,EverettDH,HaulRAW,etal.ReportingPhysisorptionDataforGasSolidSystemswithSpecialReferencetotheDeterminationofSurface-AreaandPorosity[J].PureandAppliedChemistry,1985,57:603-619.[29]RouquerolJ,AvnirD,FairbridgeCW,etal.Recommenda-tionsfortheCharacterizationofPorousSolids[J].PureandAp-pliedChemistry,1994,66:1739-1758.[30]HamaedA,TrudeauM,AntonelliDM.H2StorageMaterials(22kJ/mol)usingOrganometallicTiFragmentsasSigma-H2BindingSites[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,

2008,130(22):6992-6999.中科院物理所铁基超导体物性研究取得新进展

铁基超导体是目前超导和强关联电子系统研究领域关注的热点之一。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室王楠林研究组继续在这一领域开展深入研究。《自然》、《美国物理评论快报》均发表了他们的研究成果。

铁基超导体目前已经发现有多个不同的结构体系,典型的代表体系包括ReFeAsO(Re=La和稀土元素)(1111体系)、AFe2As2(

A=Ba,Sr,Ca,Eu等)(122体系)、LiFeAs或NaFeAs(111体系)、Fe(Te,Se)(11体系)等。前三个均是FeAs四面体为基本单元形成的超导体系,最后一个则不含As元素,是由FeTe或FeSe四面体构成基本结构单元。在已经知道的1111和122体系,其没有掺杂的母体均会发生结构相变和反铁磁自旋密度波(SDW)相变,取决于层间耦合的强弱,结构相变和磁相变可同时发生(如122),也可先后发生(如1111)。虽然第一性原理计算表明111体系与1111和122体系的电子结构极为类似,但先前在没有掺杂的111体系多晶样品开展的实验研究从未发现结构或磁相变,使得FeAs为基的母体是否一定具有SDW基态成为疑问。

该组陈根富研究员率先在111体系生长出接近化学计量的单晶样品,通过输运和热力学测量发现存在多个相变,包括52K和41K会发生两个相变,23K以下体系进入超导态。他们的研究表明,52K和41K发生的两个相变应分别对应于结构和SDW相变,而很低的超导成分则是由于样品偏离化学计量的掺杂引起[Phys.Rev.Lett.102,227004(2009)]。他们随即与戴鹏程领导的中子散射组合作,证实了52K和41K分别发生结构和磁相变,实验定出的SDW态磁结构与1111或122体系相同[Phys.Rev.B,RapidCommunications,in-press(2009)]。

不含As的11结构体系则十分特别,虽然计算表明其能带结构与FeAs为基的其它体系完全类似,但中子散射实验却发现其低温下磁有序相的反铁磁波矢是在(π,0),而不是连接电子和空穴费米面的波矢(π,π)。这使得费米面叠套驱动的SDW图像对该体系很难适用。陈根富等人生长了该体系的FeTe母体和Se掺杂的超导单晶样品,通过多种实验手段揭示母体的性质与FeAs为基的母体有很大不同,高温下几乎没有自由电子的Drude响应,反映出准粒子寿命很短,电子输运是非相干的,而低温的磁有序态电荷激发谱上并没有能隙打开,这与不是费米面叠套驱动的SDW相一致。实验表明该体系中额外Fe离子导致很强的杂质散射效应。该工作发表在Phys.Rev.B79,140509(RapidCommunications)(2009)。该组随即与Princeton大学的Hasan教授小组合作,用角分辨光电子能谱对其电子结构进行细致研究,同样没有发现能隙打开,实验还直接揭示不存在与反铁磁波矢(π,0)相对应的明显费米面叠套效应[Phys.Rev.Lett.103,in-press(2009)]。上述工作表明11体系FeTe的反铁磁有序与FeAs体系有较大不同,局域磁矩的交换作用对其量子磁性扮演了更重要角色。

此外,该组还和浙江大学的袁辉球教授合作研究了FeAs超导体(Ba,K)Fe2As2磁场下的行为,发现低温下上临界磁场的各项异性倾向消失,呈现较强三维特性[Nature457,565(2009)]。与Columbia大学Uemura教授小组合作用muSR研究了1111结构体系磁有序随组分的变化,以及超流电子浓度和Tc之间的关系[Phys.Rev.Lett.102,087001(2009)]。

上述研究工作得到中国科学院、国家自然科学基金委和科技部相关项目的资助。(摘自中国科学院网站)34

中科院原子物理

原子物理学> 作业 作业 第一章习题 习题 1.1氯化钠晶体组成立方点阵,钠和氯原子沿三个轴交错占据位置,已知它们的原子量分别为2 2.99和35.46,氯化钠的密度为2.17×103kg·m-3,试估算二相邻离子的间隔。 1.2(1)广播天线以频率为1MHz/s,功率为1kW发射无线电波,求每秒发射的光子数; (2)太阳垂直入射到地球表面上的辐射率是1.94卡/cm2·分,设平均波长为550nm,如果直接去看它,设眼球接受光的面积为1cm2,求每秒内人的眼睛接受到多少个光子。这两个数目表明为什么在研究广播辐射和太阳光学时,电磁辐射的量子特性并未直接显示出来。 1.3已知天空中相当明亮的一等星在地球表面产生大约10-6流明/m2的光通量,1流明平均波长为556nm的光相当于是0.016W,正常人眼只要接受到100个光子就有感觉。试估算每秒进入人眼中的光子数,并说明天上某些星星的“眨眼”(包括一等星)是否是由于光的量子性引起的。 1.4在密立根的油滴实验中,一个特定的油滴在两块相距为5mm的水平板之间自由下落,速度为 2.26×10-4m·s-1,在两板上加一电势差1600V后,油滴以0.90×10-4m·s-1速度均匀上升,已知空气的粘滞度为1.80×10-5N·s·m-2,油的密度为900kg·m-3,试求油滴的半径和它所带的电荷。 1.5(1)设有正电荷均匀分布在一半径为R的球形区域内,电荷密度为ρ,试证明电荷为-e的电子在它内部可以作围绕球心的简谐运动; (2)若正电荷大小等于电子电荷,R=1.0×10-10m,求作用力常数k和电子的振动频率。 1.6在a粒子散射实验中,若a放射源用的是210Po,它发出的a粒子能量为5.30MeV,散射体用Z=79的金箔,求 (1)散射角为90°所对应的瞄准距离; (2)在这种情况下,a粒子与金核达到的最短距离;

中科院生物物理所2011-2016年细胞生物学考博真题

目录 2011生物物理所秋季博士入学考试真题 (2) 2012生物物理所秋季博士入学考试真题 (3) 2013生物物理所秋季博士入学考试真题 (4) 2014生物物理所秋季博士入学考试真题 (5) 2015年生物物理所秋季博士入学考试真题 (6) 2016生物物理所秋季博士入学考试真题 (7)

简答题:8分/题 1.IPS 2.脂筏模型 3.细胞自噬 4.核糖体功能 5.端粒酶功能 论述题:20分/题 1.你实验室的现有结果表面A蛋白的量升高将导致B蛋白功能增加,如果你接下来以此 作为博士课题,你怎样开展后续工作。 2.囊跑运输的作用于调控? 3.写出你所知道的肿瘤发生和表观遗传的关系?

简答题 1.细胞器的结构和其功能的联系? 2.胚胎干细胞的特性及其功能? 3.蛋白质翻译后修饰的作用? 4.细胞骨架的主动调节机理? 5.细胞与细胞间是如何联系的? 6.为什么核膜在细胞周期中要崩解? 论述题 1.细胞衰老机制及你认为该如何研究? 2.给你一个新基因如何研究它的功能,用到什么技术? 3.控制细胞大小的重要性以及控制细胞大小的机制? 4.生化是工具,遗传是基础,细胞是主人,发育是未来。你怎么看这句话?

简答题 1.蛋白质分选的机制? 2.细胞间连接的类型及功能? 3.钙稳态及其维持机制? 4.细胞凋亡的检测方法有哪些? 5.细胞自噬? 论述题:10分/题 1.什么是细胞周期?说明各个时期的复制、转录、翻译的变化。 2.以表观遗传学的角度谈谈你对细胞分化的认识。 3.如何设计实验来研究线粒体膜定位蛋白的功能。 4.谈谈你对细胞核重新编程的认识(2012年诺贝尔生理或医学奖)。

铁基超导,中国主导

铁基超导,中国主导 在经历连续3年的空缺之后,2014年1月10日,来自中国科学院物理所和中国科技大学的研究团队,以“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”问鼎国家自然科学一等奖。 我国超导科技取得的辉煌成就和影响远远超出了学术、科研和工业制造领域。而铁基超导作为2008年才开始起步的研究项目,以新锐姿态成为超导领域最受重视的板块,吸引了世界上诸多优秀科学家的目光。为什么铁基超导如此特别?针对它的研究对我们有什么影响呢?世界上有许多单质金属及其合金在特殊条件下都是超导体,即电阻为零,而且还具有完全抗磁性的特性。一旦进入超导态,材料内部磁感应强度即为零,于是超导体就如同练就了“金钟罩、铁布衫”,外界磁场根本“进”不去。正是由于这些特性,超导才具有极其深远的应用前景:利用零电阻的超导材料代替有电阻的常规金属材料,可节约输电过程中造成的大量热损耗;可组建超导发电机、变压器、储能环;可在较小空间内实现强磁场,从而获得高分辨率的核磁共振成像,或进行极端条件下的物性研究,或发展安全高速的磁悬浮列车……然而,要让这些物质进入超导态,必须满足一个十分苛刻的条件——环境温度接近绝对零度。所以,之前提到的那些应用前景在现实生活中很难实现。 物理学家麦克米兰根据传统理论计算断定,超导体的转变温度一般不能超过40K(约零下233℃),这个温度也被称为“麦克米兰极限温度”。然而,德国、日本科学家却相继发现了打破这一定律的物质。而两组中国团队更是几乎同时在实验中分别观测到了43K和41K 的超导转变温度,突破了“麦克米兰极限”,证明铁基超导体是继铜氧化物后的又一类非常规高温超导体,在国际上引起极大轰动。随后,一个来自中科院的研究组将该类铁砷化合物

超导体材料

超导体材料 超导体的定义 1911年,荷兰发明氦液化器的昂尼斯〔H.K.Onnes)偶然发现,在液氦温度(4.2K)下,汞的电阻突然消失,这种现象被称为超导。但是,象汞这样金属的超导状态在很弱的磁场中就会被破坏。进一步的研究表明,要成为超导状态,温度丁,磁场强度H和电流密度J都必须分别处于临界温度T c,临界磁场强度H c和临界电流密度J c以下。如图1所示,在T-H-J 坐标空间中有一个临界面,其内部就是超导状态。临界条件下具有超导性的物质称为超导材料或超导体。 图 1 超导状态的T-H-J临界面(区面内:超导状态;曲面外:正常状态) 【杨兴钰.材料化学导论[M].武汉:湖北科学技术出版社,2003.】 超导体的应用 50年代后期,发现超导状态的温度提高,而且发现丁能产生强磁场的银及钒的合金和化合物,促使超导现象的应用登上了科技舞台。由于电阻近于0Ω,在超导体内流动的电流将没有损耗.这样,很细的导线就可以通过很强的电流,可产生很强的磁场。问题是它必须在液氦温度下工作,液氮的价格、供应和使用方式使得它的普遍应用受到了严格的限制。即使如此,超导磁体仍大量被使用于加速器、聚变装置、核磁共振和磁分析等仪器上。例如美国费密实验室用了1000多个超导磁体,每年的被氮费用高达500万美元,但因此而节省的电力为18500万美元;美国于1990年建成的周长为83km的超级质子对撞机使用10000个超导磁体,每年可节省电力6亿美元。【唐小真,杨宏秀,丁马太.材料化学导论[M].高等教育出社,1997.】超导核磁共振层析仪能给出人体任一部位的剖面图.其分辨本领远远超过x射线或超声层祈仪.是现代高级医院重要的诊断设备之一。 超导技术在医疗上可用于外科手术。例如导管牵引术,将导管插入血管后,靠强磁体引导到脑部等血管瘤部位后,将磁性胶体注入血管,靠强磁体引导到肿瘤前提供血管定位,使给养阻塞,从而使肿瘤萎缩死亡。【杨兴钰.材料化学导论[M].武汉:湖北科学技术出版社,2003.】利用超导体送电的超导电缆已经出现,利用超导体储存电能的超导储能器可在瞬间释放出极强的电能。这种储能器为激光技术提供了储存条件。它可将强电流存储在超导线圈之中,然后启动开关,一瞬间便会释放出巨能,从而发出强大的激光。 用超导体做的超导磁体,可以得到极强的磁场。因为超导线圈没有电阻,超导磁体可以比普通电磁体轻得多:几千克超导磁体抵得上几十吨常规磁体产生的磁场这将给电力工业带来一系列的变革,发电机会因使用超导体而提高输出功率几十倍、上百倍;已试制出来的

铁基高温超导体研究进展

物理四38卷(2009年)9期 h t t p :∕∕w w w.w u l i .a c .c n 铁基超导体专题 铁基高温超导体研究进展* 陈仙辉? (中国科学技术大学物理系 合肥微尺度物质科学国家实验室 合肥 230026 )摘 要 最近,由于在铁基L n (O ,F )F e A s 化合物及其相关化合物中发现具有高于40K 的超导电性,层状的铁基化合物引起了凝聚态物理学界很大的兴趣和关注.在随后的研究中发现,在该类材料中最高超导临界温度可达到55K.这些重要的发现使得人们又重新对高温超导体的探索产生了极大的兴趣,并且为研究高温超导的机理提供了新的一类材料.文章主要介绍了作者所在组在新型铁基超导体方面的最新研究进展,包括:(1)铁基超导材料探索研究;(2) 铁基超导体的单晶制备及物性研究;(3)铁基超导体的电子相图及自旋密度波(S DW )和超导共存研究;(4)同位素交换对超导转变和S DW 转变的效应.最后,在已完成的工作基础上提出了一些今后的研究方向和发展前景.关键词 铁基超导体,自旋密度波,相图,结构相变 N e w i r o n -p n i c t i d e s u p e r c o n d u c t o r s C H E N X i a n - H u i ? (H e f e iN a t i o n a lL a b o r a t o r y f o rP h y s i c a l S c i e n c e a tM i c r o s c a l e a n dD e p a r t m e n t o f P h y s i c s ,U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f C h i n a ,H e f e i 230026,C h i n a )A b s t r a c t T h ed i s c o v e r y o f s u p e r c o n d u c t i v i t y w i t hac r i t i c a l t e m p e r a t u r e (T c )h i g h e r t h a n40Ki nt h e i r o na r s e n i d eL n (O ,F )F e A s h a s d r a w nm u c h i n t e r e s t i n c o n d e n s e dm a t t e r p h y s i c s .L a t e r d i s c o v e r i e s ,i n c l u -d i n g t h e e n h a n c e m e n t o f T c u p t o 55K ,h a s e v o k e d i n t e n s e e x c i t e m e n t i n t h e p i l g r i m a g e t o w a r d s t h e u n d e r -s t a n d i n g o f t h em e c h a n i s mo f h i g hT c s u p e r c o n d u c t i v i t y ,w h i l e p r o v i d i n g a b r a n d n e wf a m i l y o fm a t e r i a l s t o a d d r e s s t h i s i s s u e .I n t h i s r e v i e ww e p r e s e n t o u r g r o u p 'sm a j o r r e s e a r c h o n n e w i r o n b a s e d s u p e r c o n d u c t o r s ,i n c l u d i n g :(1)o u r i n i t i a l i n v e s t i g a t i o n s ;(2)t h e s y n t h e s i s o f i r o n a r s e n i d e s i n g l e c r y s t a l s a n d t h e c h a r a c t e r -i z a t i o no f i t s p h y s i c a l p r o p e r t i e s ;(3)t h e e l e c t r o n i c p h a s e d i a g r a mo f i r o n b a s e d s u p e r c o n d u c t o r s a n d t h e c o -e x i s t e n c eb e t w e e n s p i n d e n s i t y w a v e s a n d s u p e r c o n d u c t i v i t y ;(4)t h e e f f e c t o f i s o t o p e e x c h a n g e o n s p i n d e n -s i t y w a v e s a n d s u p e r c o n d u c t i n g t r a n s i t i o n s .T o f i n i s h ,w e p r o p o s e p o s s i b l e f u t u r e d i r e c t i o n s i n t h i s f i e l d .K e y w o r d s i r o n - p n i c t i d e s u p e r c o n d u c t o r ,s p i nd e n s i t y w a v e (S DW ),p h a s e d i a g r a m ,s t r u c t u r a l t r a n s i t i o n * 国家自然科学基金二 国家重点基础研究发展计划(批准号:2006C B 601001,2006C B 922005 )和中国科学院资助项目2009-07-15收到 ? E m a i l :c h e n x h @u s t c .e d u .c n 1 引言 1986年,I B M 研究实验室的物理学家B e d n o r z (柏诺兹)和M ül l e r (缪勒)发现了临界温度为35K (零下238.15℃)的镧钡铜氧超导体[1]. 这一突破性发现导致了一系列铜氧化物高温超导体的发现.自那以后,铜基高温超导电性及其机理成为凝聚态物理的研究热点.然而直至今日,铜基高温超导机制仍未解决,这使得高温超导成为当今凝聚态物理学中最大的谜团之一.因此科学家们都希望在铜基超导材料以外再找到新的高温超导材料,能够从不同的 角度去研究高温超导机制,最终解决高温超导的机制问题. 最近,由于在铁基L a O 1-x F x F e A s (x =0.05 0.12)化合物中发现有26K 的超导电性[2] , 层状的Z r C u S i A s 型结构的L n O MP n (L n =L a ,P r ,C e ,S m ;M =F e ,C o ,N i ,R u 和P n =P 和A s )化合物引起了科学家很大的兴趣和关注[3,4] .2008年3月, 四 906四

中国科学院大气物理研究所

中国科学院大气物理研究所 中国科学院大气物理研究所简介 大气物理研究所前身是1928年成立的原中央研究院气象研究所。现有职工325人,其中科技人员251人,有中国科学院院士7人,研究员46人,副研究员和高级工程师86人,中级科技人员108人。大气所是博士、硕士学位授予单位和博士后流动站建站单位。是中国科学院博士生重点培养基地,国家毕业生就业重点保证单位。现有在学博士生211人,硕士生105人,博士后18人。 大气物理研究所主要研究大气中各种运动和物理化学过程的基本规律及其与周围环境的相互作用,特别是研究在青藏高原、热带太平洋和我国复杂陆面作用下的东亚天气气候和环境的变化机理、预测理论及其探测方法,以建立东亚气候系统和季风环境系统的理论体系及遥感观测体系,发展新的探测和试验手段,为天气、气候和环境的监测、预测和控制提供理论和方法。四个优势创新研究领域是:气候系统动力学和预测理论研究、大气环境和人类生存环境变化动力学和预测理论研究、中层大气与遥感理论和技术研究、中小尺度天气系统与灾害研究。 大气物理研究所拥有的科研部门包括:大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室、大气边界层物理与大气化学国家重点实验室、中国科学院东亚区域气候-环境重点实验室、中层大气遥感与探测开放实验室、云降水物理与强风暴实验室、国际气候与环境科学中心、竺可桢--南森国际研究中心、灾害性气候研究与预测中心、中国生态系统研究络大气分中心、季风系统研究中心。另外还设有信息科学中心。 2005年,大气物理所知识创新工程全面推进阶段工作进展顺利,科研工作取得若干重要进展,气候数值模式、模拟及气候可预报性研究项目荣获2005年度国家自然科学二等奖;获得湖北省科技进步一等奖1项,中国人民解放军科学技术进步二等奖1项,中国气象局气象科技奖成果应用奖一等奖 1项,国家教育部科学技术进步二等奖1项。共发表科技论文469篇,其中ScI收录论文126篇,申报专利5项。队伍建设和人才培养工作成效显著,叶笃正荣获国家科学技术最高奖,并作为第一主持人荣获国家科学技术进步二等奖;吕达仁当选为中国科学院院士。一批科研和管理人员以及研究生获得了各类奖项,取得佳绩。制度化、民主化、科学化三化建设继续向前推进。 2005年,申请获得973项目北方干旱化与人类适应1项、973课题2项、863专题3项;获得国家自然科学基金各类项目29项,包括4个重点基金、面上基金23项,杰出A和杰出B各1项;获院方向性项目3项,课题1项。还获

中科院物理所固体物理博士入学考试试题

第一部分 (共6题,选作4题,每题15分,共计60分;如多做,按前4题计分) 1. 从成键的角度阐述Ⅲ-Ⅴ 族和Ⅱ-Ⅵ 族半导体为什么可以形成同一种结构:闪锌矿结构。 2. 请导出一维双原子链的色散关系,并讨论在长波极限时光学波和声学波的原子振动特点。 3. 从声子的概念出发,推导并解释为什么在一般晶体中的低温晶格热容量和热导率满足T3关系。 4. 设电子在一维弱周期势场V(x)中运动,其中V(x)= V(x+a),按微扰论求出k=±π/a处的能隙。 5. 假设有一个理想的单层石墨片,其晶格振动有两个线性色散声学支和一个平方色散的声学支,分别是ω=c1k,ω=c2k,ω=c3k(其中c1,c2和c3(π/a)是同一量级的量,a是晶格常数)。 1)试从Debye模型出发讨论这种晶体的低温声子比热的温度依赖关系,并作图定性表示其函数行为; 2)已知石墨片中的每一个碳原子贡献一个电子,试定性讨论电子在k空间的填充情况及其对低温比热的贡献情况。 6. 画出含有两个化合物并包含共晶反应和包晶反应的二元相图,注明相应的共晶和包晶反应的成分点和温度,写出共晶和包晶反应式。 第二部分 (共9题,选做5题,每题8分,总计40分;如多做,按前5题计分) 1. 从导电载流子的起源来看,有几种半导体 2. 举出3种元激发,并加以简单说明。 3. 固体中存在哪几种抗磁性铁磁性和反铁磁性是怎样形成的铁磁和反铁磁材料在低温和高温下的磁化有什么特点 4. 简述固体光吸收过程的本证吸收、激子吸收及自由载流子吸收的特点,用光吸收的实验如何确定半导体的带隙宽度 5. 利用费米子统计和自由电子气体模型说明低温下的电子比热满足T线性关系。 6. 超导体的正常态和超导态的吉布斯自由能的差为μ0Hc2(T),这里Hc是超导体的临界磁场,说明在无磁场时的超导相变是二级相变,而有磁场时的相变为一级相变。

铁基超导材料研究进展_郭巧琴

2015年2月(上) 铁基超导材料研究进展 郭巧琴 (西安工业大学材料与化工学院,陕西西安710032) [摘要]本文首先对铁基超导体的发现历史进行了阐述,接着对不同结构体系的铁基超导材料的研究进展进行了详细论述。最后对铁基超导材料进行了总结与展望。 [关键词]铁基超导体;晶格结构;高温超导电性;晶体生长 超导是某些物质在一定温度条件下(一般为较低温度)电阻降为零的性质。人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。1911年,HeikeKammerlinghOnnes发现当温度降至0k时,金属汞的电阻降到4.2k[1 ̄2]。同时发现其他金属也有相似现象,从此超导研究开始了。 超导材料可分为传统超导和非传统超导。随后,重费米子超导体,铜基超导体,有机超导体和铁基超导体先后被发现。1986年,铜氧化高温导体的发现促使了超导材料的研究。 2008年2月底,日本东京工业大学Hosono教授领导的研究小组报道在铁基层状化合物LaFeAsO中通过F掺杂发现了高达26K的超导电性。 这引发了凝聚态物理界对超导的关注。铁基超导体的研究和发现已被美国《Science》杂志评为2008年世界十大科技进展之一[3]。 1铁基超导研究进展 与铜基超导材料不同,铁有5个3d轨道,且均在费米能级周围,未掺杂铁基超导体具有抗磁性,这一点与铜基超导体也不同。最初发现的LaFeAsO铁基高温超导材料具有四方相层状结构,和ZrCuSiAs结构相似。 但是,由于铁基超导体超导转变温度较低,人们并未广泛关注。直至二零零八年二月,Tc为26K的LaFeAsO1-xFx才被人们发现。 之后,用其他稀土元素,包括从Ce ̄Sm的所有轻稀土元素,以及Gd,Tb和Dy等重稀土元素,均可完全替换掉La,便可得到Tc在50~56K的超导体。 近年来探索铁基超导新材料领域的主要研究工作是氟基系列母体如AEFeAsF的发现。 二零零八年十月日本Hosono课题组报道了Tc=22K的超导体CaFe1-xCoxAsF[4]。 几乎同一时间,中国科学研究院物理研究所闻海虎课题研究小组也独立报道了发现AEFeAsF系列母体。 该研究组通过稀土元素在AE位上的取代,合成了一系列新的具有高临界温度的铁基超导体材料。 闻海虎等人通过在LaFeAsO中,利用+2价的Sr离子部分取代+3价的La离子,在LaFeAsO1-xFx中发现了Tc=25K的超导电性。沿着这个研究思路,人们逐渐发现了Pr1-xSrxFeAsO与Nd1-xSrxFeAsO等空穴型铁基超导体[5]。 基于LnMPnO母体的铁基超导体(又名为FeAs-1111相结构)的发现,使人们对逐渐对FeAs层对于高温超导电性的重要性有了新的认识。 中国科学研究院物理研究所王楠林课题组和闻海虎课题组分别地进行了新型LaFeAsOF铁基超导体材料输运性质测量研究[6]。 目前,多种不同结构体系的铁基超导体已经被开发研究出来,其主要体系有ReFeAsO(1111体系)、LiFeAs或NaFeAs(111体系)、AFe2As2(122体系)等。 在已知道的122和1111体系,层间耦合的强弱,决定了未掺杂的母体均发生反铁磁自旋密度波(SDW)相变和结构相变的先后次序。封东来等通过对KxFe2Se2进行各种本地和同步辐射实验测试,终于获得了完整的电子结构,并且测得了各向同性的s波超导能隙[7]。 令人惊奇的是,这种材料的电子结构和以往的铁基超导体完全不同:整个费米面没有空穴,而只存在电子。 封东来教授课题组的这一研究发现意味着,KxFe2Se2这种新的铁基超导体的配对机制及超导对称性都与其他已知铁基超导体不同,之前建立的铁基超导体的普遍图像将可能遭到颠覆。 陈仙辉等人利用FeAs自助熔剂法合成制备了新的122母体单晶材料EuFe2As2,并对Eu位的La掺杂单晶材料进行了制备生长。 之后,比较系统地测试了La掺杂EuFe2As2单晶材料在不同磁场中的磁化率、电阻率和比热,研究结果发现Eu2+的磁性子的晶格具有变磁性,在一定的磁场中会发生A型反铁磁性到铁磁性的转变。 随磁场强度增加,比热波动被控制,并且向低温方向转移,到达临界磁场强度后继续增强磁场,比热峰继而向高温方向漂移,该行为可导致变磁性。 在反铁磁态时,磁化率拥有有与SDW相同的两度对称性,但是在铁磁态时,该两度对称磁化率行为将消失; 此外,当SDW随镧掺杂被压制时,铁磁态更易在磁场下形成。 由此,便提出了各向异性的交换模型来理解实验现象。最后给出了x=0和0.15单晶样品的详细的H-T相图和可能的磁结构[8]。 美国能源部橡树岭国家实验室的Singh等人对FeSe、FeS和FeTe的电子结构、费米面、声子谱、磁性、电声耦合等进行了等密度泛函计算研究,提出掺杂的FeTe和Fe(Se,Te)都可能具有超导电性,特别是FeTe的自旋密度波具有更强的稳定性,因此掺杂的FeTe可能会拥有比FeSe更高的临界温度。 美国杜兰大学Mao领导的研究小组制备出Fe(Se1xTex)0.82系列多晶样品,发现0≤x<0.15和0.3<x<1.0两种超导相,在0.15≤x≤0.3范围内,两种超导相共存,在0.3<x<1.0范围内,常压Tc最高可以达到14K。 更为重要的是,研究发现只有当样品变为FeTe0.82时,超导现象才会被抑制[9,10]。Takano小组宣布用固相反应法成功合成了新型铁基超导材料FeTe1-xSx(x=0.1,0.2)。 研究结果显示,S取代效应抑制了母体FeTe在80K时结构相的转变,这成为FeTe1-xSx实现超导体的关键所在。 王楠林课题组借助Bridgman法生长出Fe1.05Te和Fe1.03Se0.30Te0.70单晶样品,并开展了细致的物性研究工作,揭示出额外铁离子对其性质的重要影响。 2总结与展望 铁基超导体具有高的、非常规的上临界场和较小的各向异性,并且相对铜氧化物超导体具有更大的想干长度,这些导致这类材料具有很大的应用潜力。 就机理而言,反铁磁涨落对超导是否有直接影响非常重要。所有欠掺杂的铁基超导材料反铁磁序是非常值得研究人员所探索的。阐明超导机理、费米面的形态以及其随掺杂的演化规律均可从单晶样品上获得可靠数据。 具有更高Tc的新超导体的发现可以从空穴掺杂、新结构或者多层的思路去探索研究。 铁基超导材料研究正在持续升温,新的发现层出不穷。 我国科研机构,特别是中国科学院,开展了卓有成效的研究工作,在以新型铁基超导体研究为核心的新一轮高温超导材料研究热潮 26

铁基超导体

铁基超导体 对于现代人来说,超导已经不再是一件什么神秘的事情了,普通的中学生就已经知道了所谓的超导现象:当导体的温度降到一个临界温度时电阻会突然变为零。处于超导状态的导体称之为超导体。超导体除了电阻为零的特殊性质之外,人们后来又发现了它的另一个神奇的性质——完全抗磁性,也就是说超导体内的磁感应强度为零,把原来存在于体内的磁场也完全“排挤”出去。这一现象也被称为“迈斯纳效应”。正是由于超导体的这一性质,而铁基材料通常具有铁磁性,因此被认为最不具备成为高温超导材料的条件。但最近的科研结果却打破了这一传统的束缚,铁基超导材料成为了高温超导研究领域的一个“重大进展”。 铁基超导体的发现历程 高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度,电阻突降至零。1986年,美国科学家发现了第一种高温超导材料——镧钡铜氧化物。自那以后,铜基超导材料成为全世界物理学家的研究热点,超导体的临界温度也不断“飙升”,在短短几年中,铜氧化合物的超导临界转变温度就被提高到134K(常压)和164K(高压)。然而直至今日,对于铜基超导材料的高温超导机制,物理学界仍未形成一致看法,这也使得高温超导成为当今凝聚态物理学中最大的谜团之一。因此很多科学家都希望在铜基超导材料以外再找到新的高温超导材料,从而能够使高温超导机制更加明朗。

2008年2月23日,日本科学技术振兴机构和东京工业大学联合发布公报称,东京工业大学教授Hosono的研究小组合成了氟掺杂钐氧铁砷化合物。该化合物是一种由绝缘的氧化镧层和导电的砷铁层交错层叠而成的结晶化合物。纯粹的这种物质没有超导性能,但如果把化合物中的一部分氧离子转换成氟离子,它就开始表现出超导性,并且在26K(零下247摄氏度)时具有超导特性。其实在2006和2007年Hideo Hosono小组就已经分别报道在LaFePO 和LaNiPO 材料中发现转变温度为2到7K的 超导电性。但这一次却立刻引发 了人们对这一体系的强烈关注 (下图为LaFeAsO的晶体结构)。 3月14日,中科院物理所闻海虎, 在镧氧铁砷 (LaOFeAs) 材料中用二价金属替换三价的La,在空穴型掺杂中取得重要进展,临界温度达到25K。3月25日,中国科技大学陈仙辉领导的科研小组又报告,氟掺杂钐氧铁砷化合物在临界温度43开尔文(零下230.15℃)时也变成超导体。3月28日,中国科学院物理研究所赵忠贤领导的科研小组报告,氟掺杂镨氧铁砷化合物的高温超导临界温度可达52开尔文(零下221.15℃)。4月13日该科研小组又有新发现:氟掺杂钐氧铁砷化合物假如在压力环境下产生作用,其超导临界温度可进一步提升至55开尔文(零下218.15℃,将这场追求铁基高临界温度的竞争推向高潮,并保持着目前为止铁基超导体的临界温度最高纪录。 新的超导机制有望取得突破

中科院物理所考博试题(固体物理)

固体物理试卷 试卷一、 第一部分:(在5题中选做4题,每题15分,共60分) 简单回答下面的问题: 1原胞与单胞有什么不同?何谓布拉菲格子?何谓倒格子? 晶体的宏观对称性可以概括为多少点群?多少个晶系?这些晶系分别包括哪些布拉菲格子?什么是晶体、准晶体和非晶体? 2原子之间的相联互作用是固体形成的基础,固体中共有哪几种原子结合方式?指出它们的共 同特点和各自的特点。 3(a)怎样用能带论来理解导体、绝缘体、及半导体之间的区别(可以画图说明)? (b)在讨论磁场中电子的运动时,画图说明什么是k空间的类电子轨道、什么是类空穴轨道? 什么是闭合轨道、什么是开放轨道?什么样的轨道对于德哈斯-范阿芬效应重要或对于磁阻效 应重要? 4任何固体物质中原子位置并不是固定的,它们在其平衡位置附近不停地振动。其运动形式可 用准粒子—声子来描述。(a)简述声子的存在和模式对晶体的哪些物性产生明显影响。 (b)简述确定晶格振动谱的实验原理和方法。 5试推导面心和体心立方点阵的x射线衍射的系统消光规律。 第二部分:(在8题中选做5题,每题8分,共40分) 1列出你所知道的几种金属—绝缘体相变的名称。 2超导体都有哪些主要的物理特征? 3简单阐述物质顺磁性的来源。 4多晶体与单晶体的x射线衍射图有什么区别? 5什么是施主杂质?什么是受主杂质?施主能级和受主能级有什么特点? 6半导体材料可能发生哪几种光吸收过程?什么是半导体的本征吸收? 7简述固溶体的类型。 8什么是系统的元激发?举出三个例子,指出它们服从玻色统计还是费米统计。 试卷二、 (试题1—4为必作题,每题15分) (1)(a)固体中原子(或离子)的结合形式有哪几种?都有什么特点?为什么固体中原子( 或离子)之间能保持一定的距离而不是无限靠近? (b)何谓晶体、准晶体及非晶体?它们的x光或电子衍射有何区别? (C)何谓布拉菲格子、晶体学点群、晶系和晶体学空间群? (2)已知一正交品系的晶胞参数为a、b、c,晶胞体积为v, (a)试写出其倒格矢,证明倒格子元胞体积v’= (2p)3/V,并画出第一布里渊区示意图。 (b)在近自由电子近似下,写出电子在第一布里渊区顶角和各面心上的动能。 令a=b=c,紧束缚近似下电子的色散关系为:E(k)=E0-2J(coskxa+coskya+coskza) 试写出态密度N(E)的积分表达式,并指出在哪些能量处N(E)=0,哪些能量处有范霍夫奇点? (3)考虑上图所示一维双原子链的晶格振动,令两种原的质量相等,为m,链上间距为a的两 相邻原子间力常为5c,间距为b的两相邻原子间力常数为c,试由晶格运动方程给出体系的色散

铁基超导体研究取得重要进展

铁基超导体研究取得重要进展 [本刊讯]近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室、中国科学院强耦合量子材料物理实验室的陈仙辉教授研究组在铁基超导研究领域取得了重大进展,成功发现了一种新的铁基超导材料(Li0.8Fe0.2)OHFeSe,其超导转变温度高达40开以上,并与美国国家标准技术研究所中子研究中心的黄清镇博士以及中科大吴涛教授等几个研究组合作,确定了该新材料的晶体结构并发现超导电性和反铁磁共存。相关研究成果在线发表在12月15日的Nature Materials上。 铁基高温超导体是目前凝聚态物理领域的研究热点,其机理还没有得到完全理解,FeSe类超导体以其诸多独特的性质被认为是研究铁基超导机理的理想材料体系。尤其是近期报道的生长于SrTiO3衬底上的FeSe单层薄膜的零电阻转变温度高达100开以上,更加激起了科学家对于这一体系的浓厚兴趣。然而,对于FeSe类超导材料,目前研究较为广泛的AxFe2Se2(A=K,Rb,Cs)体系存在严重的相分离,反铁磁绝缘相与超导相的共生导致该类材料的结构与性质非常复杂,从而使得研究其内在的物理机制变得非常困难。而FeSe 单层薄膜以及通过液氨等低温液相插层方法合成的Lix(NH2)y(NH3)1-yFe2Se2等化合物在空气中极不稳定,无法深入研究其物理性质。为了能够深入探究铁基高温超导的物理机制,亟需寻找到新的具有高的超导转变温度且空气稳定。并适合物理测量的FeSe类超导材料。 陈仙辉研究组首次利用水热反应方法成功发现了一种新的FeSe类超导材料(Li0.8Fe0.2)OHFeSe,超导转变温度高达40开以上。通过结合X射线衍射。中子散射和核磁共振三种技术手段精确确定了该新材料的晶体结构。此外,发现该结构中严重畸变的FeSe4四面体

铁基超导体材料

[键入公司名称] 铁基超导体材料[键入文档副标题] 吕鸿燕 14园林本2 1407220221

铁基超导体材料 以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所和中国科学技术大学研究团队因为在“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”方面的突出贡献获得了国家自然科学一等奖。之前,这一奖项已经连续3年空缺。 超导,全称超导电性,是20世纪最伟大的科学发现之一,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失的现象。具备这种特性的材料称为超导体。 超导是物理世界中最奇妙的现象之一。正常情况下,电子在金属中运动时,会因为金属晶格的不完整性(如缺陷或杂质等)而发生弹跳损耗能量,即有电阻。而超导状态下,电子能毫无羁绊地前行。这是因为当低于某个特定温度时,电子即成对,这时金属要想阻碍电子运动,就需要先拆散电子对,而低于某个温度时,能量就会不足以拆散电子对,因此电子对就能流畅运动。 通常的低温超导材料中,电子是通过晶格各结点上的正离子振动而结合在一起的。但大多数的物理学家都认为,这一电子对结合机制并不能解释临界温度最高可达138开尔文(零下135.15℃)的铜基材料超导现象。每一种铜基超导材料都是由层状的“铜-氧”面组成,其中的电子是如何成对的,仍是未解难题。 在超导研究的历史上,已经有10人获得了5次诺贝尔奖,其科学重要性不言而喻。目前,超导的机理以及全新超导体的探索是物理学界最重要的前沿问题之一。它仿佛是镶嵌在山巅的一颗璀璨明珠,吸引着全世界无数的物理学家甘愿为之攀登终生。同时,超导在科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学乃至航空航天等领域均有重大的应用前景,受到人们的广泛关注。 继铜基超导材料之后,日本和中国科学家最近相继报告发现了一类新的高温超导材料——铁基超导材料。美国《科学》杂志网站报道说,物理学界认为这是高温超导研究领域的一个“重大进展”。 高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度,电阻突降至零。1986年,科学家发现了第一种高温超导材料——镧钡铜氧化物。自那以后,铜基超导材料成为全世界物理学家的研究热点。

高端低温电镜(Titan Krios Talos) - 中国科学院生物物理研究所蛋白质

Titan Krios用户申请须知 每份用户实验申请提交后将在一星期内转发给两位专家进行评审,评审时间约为一个月。此后将评审意见及机时安排的起始及终止日期通知用户。 符合以下情况的用户实验申请将为所申请的实验在一年中分批安排所申请的机时: 1 两位评审专家均同意该实验申请 2 一位专家同意实验申请,另一位不同意实验申请,而用户提交申请的同时附上曾依托本所实验平台的Titan Krios发表的论文(论文中清楚地注明依托本所实验平台的设备) 符合以下情况的用户实验申请将根据机时需求的紧张程度,在一年中为所申请的实验安排部分申请机时: 1一位专家同意实验申请,另一位不同意实验申请 2 两位专家均不同意实验申请,但用户提交申请的同时附上曾依托本所实验平台的Titan Krios发表的论文(论文中清楚地注明依托本所实验平台的设备) 以下情况的用户实验申请将不安排机时: 1两位专家均不同意实验申请 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 专家评审要点有以下四点: 第一,对用户实验的生物学或医学或方法学上的重要性做出评定。 第二,用户使用Titan Krios 的必要性。使用其它电镜或实验方法能否达到实验目的,使用本中心其他设备能否同样达到实验目的。 本中心尚有: 透射电镜Tecnai Spirit (120kV,钨灯丝,2K×2K 底插式eagle CCD,1K*1K 侧插式OSIS 冷CCD,电子断层扫描自动化数据收集软件,配有室温单倾样品杆、Gatan 927 室温双轴高倾样品杆、Gatan 626 低温样品杆,Gatan CT3500低温样品杆,样品台最大倾转角70度,物镜球差系数3.7mm,色差系数3.7mm,点分辨率0.34nm) 透射电镜FEI Tecnai20 (200kV,LaB6灯丝,2K×2K Gatan Ultrascan 894 CCD,电子断层扫描自动化数据收集软件,配有室温单倾样品杆、Gatan 927 室温双轴高倾样品杆、Gatan 626 低温样品杆,Gatan CT3500低温样品杆,样品台最大倾转角70度,物镜球差系数2.5mm,色差系数2.5mm,点分辨率0.25nm)。 第三,使用Titan Krios能否达到用户的实验目的。 本中心的Titan Krios配置为1. 配有场发射电子枪,最高加速电压300kV,三级聚光镜系统,实现一定范围内的平行光照明;2. 自动进样系统可同时存储12个冷冻样品,样品台可倾转最大角度70度,水平旋转90度;3. 恒功率模式的电磁透镜系统保证成像的高稳定性;4. 物镜球差系数2.7mm,色差系数2.7mm; 5. 点分辨率0.25nm,信息分辨极限 0.14nm; 6. 底插式Gatan Ultrascan 985 4K×4K CCD相机;7. Gatan GIF Tridium 能量过滤器; 8. STEM 暗场模式成像; 9. 用户界面友好,远程操作;10. 配有DM和TIA图像采集和分析软件;11. 配有Xplore3D电子断层扫描自动化数据收集软件。 第四,用户的实验设计是否合理,前期实验工作是否充分,所申请的机时是否合理。 本中心的机时以11小时为单位,每天分为两个时间段,中间间隔1小时。早九点至晚八点为一个时间段,晚九点到次日早八点为另一个时间段。

32通道视频脑电 - 中国科学院生物物理研究所

脑电图仪一套 技术规格 1. 工作条件 1.1 工作温度:适于摄氏0℃~+40℃的环境条件下运行。 1.2 工作湿度:适于相对湿度为90%的环境条件下运行。 1.3 工作电源:三相或单相,220V( 10%)/50Hz。配置符合中国有关标准 要求的插头(如果没有这样的插头,则需提供适当的转换插座)。 1.4 仪器运行的持久性:可连续运行 1.5 仪器的工作状态:较强的防震抗射频干扰能力,工作稳定 1.6 仪器设备的安全性:符合国家放射线防护安全标准和电器安全标准。 2. 设备用途 *2.1通过SFDA 认证,可用于临床患者自发或事件相关脑电信号检测 3. 硬件技术规格要求 *3.1 ≥ 30 数据采集通道,≥ 1 标记信号通道 *3.2 便携,≤ 3 KG (设备主机和必要线缆),长宽高分别≤ 30/30/10 cm 3.3 数据传输通过USB接口; 3.4 输入阻抗≥ 500MΩ(欧姆) 3.5 每通道最大采样频率: 16000Hz/Ch 3.6 模数转换(ADC):≥24Bit 3.7 频带宽度:DC -- 0.27 Hz 3.8 共模抑制比:≥120dB 3.9 信号输入范围:≥ ±93.5 mV; ≤± 4.5 V; 3.10 通道增益设置:1μV/cm —1000 mV /cm 3.11 高通:0.008Hz—53Hz 3.12 低通:1Hz—1000Hz 3.13 噪声水平≤0.2 μV r.m.s 3.14 共模抑制比CMRR:≥ 100dB 3.15 专用笔记本电脑

4 软件功能 4.1 屏幕选择,全导联设置; 4.2 自动不间断导联切换; 4.3 脑电记录显示曲线灵敏度设置; 4.4 实时记录脑电状态下阅读和分析先前脑电; *4.5 原始数据可输出; 4.6 同步采集回放功能; 注:*表示必须满足且重要的指标 5.技术服务 5.1 安装、调试与培训 仪器到货后,厂家需在接到用户通知后3个工作日内进行安装调试,对主机、附件,软件的性能和功能进行测试;提供现场免费培训,培训内容包括仪器的技术原理、仪器操作、仪器基本维护等。 5.2 验收:实现系统成套联调并达到招标文件的技术要求。 5.3 保修: 保修期为安装验收合格之日起三年,在保修期内软硬件出现的问题,接到用户通知后二十四小时内给予答复,三个工作日内给与解决方案并到达用户现场免费解决问题。重大问题或其它无法立刻解决的问题应在两周内解决或提出明确的解决方案,如不能按期解决的,保修期自动按照用户报修日至修复日顺延。 设备保修期满前1个月,卖方免费负责一次全面的检查、维护,并写出正式报告,如发现潜在问题,应负责排除。 设备供应商提供终身维修,并保证保修期满后不低于十年的零配件及消耗品的供应。 提供全套的备品备件清单。 5.4 软件升级:在硬件支持的前提下,免费提供软件升级。 5.5提供维护手册和操作手册。

中科院生物物理所2011-2016年生物化学考博真题

目录 2011生物物理所秋季入学考博真题 (2) 2012生物物理所秋季入学考博真题 (3) 2013生物物理所秋季入学考博真题 (4) 2014生物物理所秋季入学考博真题 (5) 2015生物物理所秋季入学考博真题 (6) 2016生物物理所秋季入学考博真题 (7)

简答题:10分/题 1.生物膜的基本成分,每种成分又分为哪几类? 2.信号肽的含义,作用?以及整么起作用的? 3.体外蛋白质的相互作用方法有哪些,举出3例说明其原理? 4.现代结构生物学中三种最重要的研究方法是什么?个有什么优缺点? 5.一个嗜热菌中的一个蛋白的最适温度为65度,等电点5作用,ph小于5时易沉淀, 分子量为30kd,有histag,已在大肠杆菌里过表达,设计实验得到纯度高且单分散的蛋白质。 6.染色质的基本成分是什么,核小体怎样组装成染色体的? 论述题 1.给出一段204bp的目的片段,标出了所有的酶切位点,另有一个图为pet15b的多克隆 位点图,以及酶切位点,让你把这段基因克隆到pet15b载体,并到有表达的设计和详细过程(引物设计,PCR,酶切,链接,转化,诱导表达等等过程)(20分) 2.2、给出一个3肽,让你标出其中的肽键,肽平面,二面角?a螺旋和b折叠的结构特 点?给出一个拉氏构象图,让你标出a螺旋和b折叠的分布位置?(20分)

简答题 1.四种蛋白质相互作用的方法及原理 2.RNA编辑及其生物学意义 3.蛋白纯化方法和原理 4.表观遗传学及其生物学意义 5.双链DNA断裂的修复方式 6.蛋白质的共价修饰及功能 论述题 1.重组蛋白表达系统及其优缺点(真核及原核) 2.转录因子与启动子结合区域的判定

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