我实现单个自由基量子自旋转换调控

发布时间:2024-07-10 10:36:59 来源: sp20240710

原标题:我实现单个自由基量子自旋转换调控

北京大学化学与分子工程学院郭雪峰教授课题组与相关团队合作,以石墨烯基单分子器件平台为载体,对给体-受体结构的双自由基分子的开壳特性进行了精准实时检测与调控,并揭示了温度、电场及磁场三种外界因素如何影响双自由基自旋态的转换机制,在未来量子通信和计算等方面具有巨大的应用前景。相关研究成果日前以《单分子自由基中量子自旋转换的调控》为题发表于《自然·纳米技术》。

当今,信息技术发展迅猛,电子自旋的内在属性在逻辑运算、数据存储与信息读取等方面的作用愈发凸显。随着实验技术的持续进步,电子自旋的研究正由宏观层面逐步深入到纳米尺度甚至单自旋水平,为自旋相关应用开辟了宽广道路。但在探测与调控单自旋领域,世界各国的科学家们仍面临重大挑战。

本次研究中,团队基于分子工程学原理,利用共价键将给体-受体结构的双自由基分子锚定在石墨烯纳米电极上,成功构筑了单分子自由基器件,并实现了在低温环境下稳定的单电子传输性能。

随后,团队根据自由基分子在不同温度下的磁学测试,拟合了单线态-三线态能隙,并通过实时电流测试观察到三种不同的电导状态及其相互转换关系,进而对这些状态进行了详细分类与解析。活化能拟合结果表明,温度的升高将有利于促进从闭壳结构向开壳结构的转换,特别是向开壳三线态的转换。

在电场效应研究中,团队通过施加偏压,成功利用电场降低单线态-三线态转换的能垒,促进闭壳单线态向开壳三线态转换。而单分子自由基器件在磁场调控方面的作用同样显著。在低温情况下,单分子自由基器件表现出明显的正磁阻效应,且磁场的增强促进了闭壳结构向开壳三线态转换,但同时抑制了向开壳单线态的转换。

郭雪峰表示,该研究证明了单分子电学方法在直接检测与调控自由基分子自旋态的重要作用。如能进一步实现常温环境稳定量子自旋态,这项研究成果将为开发基于分子自旋的量子信息系统提供重要的芯片技术支持,推动电子信息技术向更深层次发展。(记者晋浩天)

(责编:李昉、李依环)

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科学应对厄尔尼诺对农业影响 - (乡村行·看振兴)中国西部工业重镇乐享300天以上好空气

科学应对厄尔尼诺对农业影响

发布时间:2024-07-10 10:37:00 来源: sp20240710

原标题:科学应对厄尔尼诺对农业影响

本报北京12月8日电 受中等强度的厄尔尼诺事件影响,叠加全球气候变暖的大背景,预计今冬明春我国大部地区阶段性冷空气活跃,极端天气可能多发频发,农业防灾减灾形势复杂严峻。为做好冬春农业防灾减灾救灾工作,全力赢得夏季粮油丰收主动权,确保蔬菜等“菜篮子”产品稳定供应,农业农村部办公厅日前印发《今冬明春科学应对厄尔尼诺防灾减灾保安全稳供给预案》(以下简称《预案》),要求各地牢固树立“防灾就是增产、减损就是增粮”“防重于救”等理念,积极应对、主动避灾、科学防灾,切实减轻灾害损失。

《预案》分区域、分灾种提出农业防灾减灾救灾主要措施。一是防范北方冬麦区可能低温冻害。开展冬前镇压,分级分类冬灌;强化早春田管,密切关注天气变化,降温前及时灌水改善墒情,防御冻害;对遭受冻害麦田,分类施肥补救,促进恢复生长。二是防范北方冬麦区可能春旱。提前检修灌溉设施,一旦旱情发生,集中有限水源浇水保苗;早春大力推广耙耱划锄镇压等措施,促进返青生长;叶面喷施抗旱保水剂,增强植物的抗旱性。三是防范露地和设施蔬菜可能雨雪冰冻灾害。提早检修棚室,及时清除积雪;设施蔬菜及时加保温棉被、草苫防寒,露地蔬菜加强中耕培土,寒潮过后遮阳覆盖,防止冻害;科学运筹肥水,搞好蚜虫、软腐病、霜霉病等病虫防控;密切关注市场动态,及时发布供求信息,推动产销衔接,大中城市提早安排应急保供生产。四是防范江南油菜可能渍涝和冰冻灾害。提前清沟降渍,保持“三沟”畅通;及时中耕除草,控旺促壮;寒潮来临前,提前喷施生长调节剂防寒抗冻;对受冻油菜,及时清除冻叶冻薹、追肥促长;春季根据苗情及时适量追施薹肥。五是防范畜禽水产养殖可能雨雪低温冻害。检查维修畜禽棚舍及池塘塘埂,做好圈舍池塘等养殖设施设备保暖防冻,强化饲养管理和科学投喂,加强饲草料等物资储备和畜禽销售,加强重大动物疫病监测防控,防止季节性反弹。六是防范东北中东部可能春涝。及早腾茬整地散墒,确定适宜熟期品种并做好种子准备;加强机具调度,组织好机耕机播作业,提高播种质量。七是防范东北西部可能春旱。合理调整结构避灾;推广免耕播种、抗旱“坐水种”、地膜覆盖、膜下滴灌等抗旱技术;科学确定主推品种,及早搞好种子调剂调运。八是防范西南地区可能冬春连旱。千方百计广辟水源,修缮建设农田集雨蓄水设施;冬闲田提早蓄水备耕;推广水稻集中育秧、旱育秧等技术;有水源的地区及时浇灌保苗;无水源地块及时喷施抗旱保水剂,因旱绝收地块因地制宜改种补种。(记者陈晨)

(责编:王连香、李楠桦)