作者/文龙 目前最先进的半导体制造工艺为7 nm，但由于量子尺寸效应，晶体管节点大小的极限为1 nm。因此，半导体制造厂商转向自旋电子作为未来的替代技术。基于自旋电子的量子信息技术具有将半导体设备和磁存储设备集成在单个芯片中的能力，长期以来，科学家一直致力于在室温条件下使用这项技术的目标。 近日，来自瑞典、芬兰和日本的研究人员报告，他们已经构建了一种半导体器件，该器件可以在室温以及更高的温度下有效地在自旋电子和光子之间交换信息，证明了在常见的半导体纳米结构中实现光电自旋功能的可行性。 研究成果于4月8日以为「通过远程自旋滤波，室温下光子-自旋电子半导体纳米结构中的电子自旋极化率超90％」（Room-temperature electron spin polarization exceeding 90% in an opto-spintronic semiconductor nanostructure via remote spin filtering）题发表在《自然·光子学》（Nature Photonics）杂志上。 自旋电子技术可以优化信息存储的处理和传输。自1990年代以来，我们目睹了基于金属的自旋电子技术彻底改变了大数据存储行业，大获成功。由于常规的半导体通常是非磁性的，需要在半导体中产生几乎完全自旋极化的载流子，但在室温条件下存在两大障碍：自旋极化率低和自旋电子的快速热淬灭。 林雪平大学，坦佩雷大学和北海道大学的研究人员使用相邻的自旋滤波器来远程控制量子点的电子自旋。具体来说，他们构建出含有「量子点」的光子-自旋电子纳米结构，每个量子点比人类发丝直径还小大约10,000倍。经过滤波器的自旋电子撞击量子点时，会发射出一个单光子，其状态（角动量）由自旋电子决定。 图示：光子-自旋电子纳米结构。（来源：LiU） 实验结果表明，已经可以在室温下实现超过90％的电子自旋极化，并且在高达110°C时仍可以保持较高的水平。 光子-自旋电子技术 众所周知，电子具有正负电荷，但它们还具有另一种特性，即自旋。与地球绕其轴旋转的方式相同，电子绕其轴顺时针或逆时针旋转形成电子的自旋。在当今的电子技术中，使用电子的电荷表示0和1，并以此方式携带信息。相应地，可以使用电子的自旋状态的形式表示信息。 自旋电子很有可能成为未来信息技术的希望。电子的这种量子特性可以用来存储、处理和传输信息，利用自旋电子制造的器件具有更高的速度和更低的能耗。但在量子物理学的世界中，电子可以同时具有两个自旋方向（处于1和0的混合状态）。因此，自旋电子技术有望用于量子计算机的发展。 图示：电子的自旋方向与手性光的角动量之间的转换。（来源：LiU） 自旋电子半导体的一个重要优点是可以将自旋状态表示的信息传递给光子，光子再通过光纤以非常快地速度跨越很长的距离传输信息，接收到的光子再将信息传输给电子，该技术被称为光子-自旋电子技术。 「这将使基于自旋的信息处理和存储与通过光的信息传输相集成成为可能，」领导该项目的瑞典林雪平大学教授Weimin Chen表示。Chen带领的团队多年致力于光子-自旋电子领域的研究，曾设计出一种室温下高效的光子-自旋电子接口，该研究就基于此开展。 图示：研究人员使用的实验装置（来源：LiU） 室温造成的麻烦 「由于当今使用的电子设备在室温或者更高温度下工作，自旋电子的发展存在一个严重的问题，即随着温度的升高，电子的自旋方向趋于随机化。这意味着由电子自旋态编码的信息丢失或模棱两可。因此，自旋电子半导体发展的必要条件是可以使室温下所有电子的自旋态基本取向相同并保持。先前的研究在室温下实现了约60％的电子自旋极化，这在大规模实际应用中是站不住脚的。」 在该团队新设计的光电自旋电子纳米结构中，量子点由砷化铟（InAs）制成，砷化镓氮镓（GaNAs）层用作自旋过滤器，中间夹有一层砷化镓（GaAs）。类似的结构已经在基于砷化镓的光电技术中使用，因此，研究人员认为该自旋电子器件与现有的光电器件集成起来更加容易。 图示：通过远程自旋滤波在室温下产生创纪录的高电子自旋极化。（来源：论文） 「我们非常高兴能够为制造高度受控的含氮半导体所需的专业知识做出贡献，」芬兰坦佩雷大学研究团队负责人Mircea Guina教授表示。「我们已经成功地将此类材料用于高效太阳能电池和激光二极管等光电器件。现在，我们将继续这项工作，用基于光子和自旋电子的量子信息技术将光子学和自旋电子学结合起来。」 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-021-00786-y#ref-CR20 参考内容： https://liu.se/en/news-item/genombrott-mojliggor-spinntronik-av-halvledare https://liu.se/en/news-item/pelare-i-nanostorlek-kan-bli-byggpelare-i-framtida-informationsteknologi
美国能源部投资280万美元用于高性能算法研究，助力科学发现8月24日，美国能源部（DOE）宣布为六个研究项目投资280万美元，以开发更快更有效的方法，将高性能计算应用于科学发现。这些项目位于六个州，包括五所大学和一个美国能源部国家实验室，阿波罗大脑计划向前一步20万个细胞和5亿个连接大脑连接图编辑凯霞五年前，美国情报系统下设的高级智慧研究计划（IntelligenceAdvancedResearchProjectsActivity，IARPA）启动1亿美元阿波罗计划，将揭开深度强化学习的神秘面纱编辑萝卜皮深度强化学习是人工智能最有趣的分支之一。它是人工智能社区许多显着成就的基石，它在棋盘视频游戏自动驾驶机器人硬件设计等领域击败了人类冠军。深度强化学习利用深度神经网络的学习魔法还是巫术，迈向合成细胞周期编辑雪松在童话故事里，魔法师常常可以利用一些元素创造魔法生命体。而在现实中，我们的科学家也正在尝试使用各类元素合成人工细胞。合成细胞研究是合成生物学的一个重要分支，该学科对于医药发洁厕液哪个牌子好？选好清洁法宝守护你每一天健康一说到打扫卫生，就让人感到无比苦恼和痛苦，尤其是小编经常呆在那里思考人生的地方厕所。厕所如果清洁不到位，很容易会产生异味并且产生大量的细菌，不仅污染了家里的空气，还会对身体健康造成如果地球即将毁灭，现代航天器和空间站，能保人类周全吗？如果地球即将毁灭，当然，这个毁灭是指不适合人类生存，而不是灰飞烟灭。人类能周自保吗？有会有多少人死去？或许，就像科幻电影流浪地球中描绘的一样，联合政府最后只能选择B计划，让空间站一经常听到的基因测序，什么是基因？什么是测序？有什么用呢？1994年三峡大坝开始动工修建，至2006年全线完工，成为世界最大的水利发电工程1999年之前，阿里巴巴还只是和四十大盗联系在一起，现如今它却是一家全球知名的公司集团上世纪90年代女神的护肤秘籍，5种消除皱纹的好办法，什么科学原理？你了解你的皮肤吗？皮肤是覆盖全身表面的组织，是人体最大的器官之一，约占全身体重的16左右，成人皮肤面积约为1。22。0平方米。皮肤是人体防御外界细菌和有毒物质的关键屏障，对人体健康素知夫人怀哪吒用了3年半，作为现实中的人类，怀胎多久算正常？随着哪吒之魔童降世的上映，哪吒火的一塌糊涂传统的封神故事里，素知夫人怀孕三年零六个月生出一个肉球肉球里正是哪吒，手戴金镯，肚缠红绫，生来自带两大仙家buff图1。哪吒不管是封神演义ampampquot贺氏ampampquot基因编辑魔刀，再现新英格兰医学杂志，依然挑战艾滋病本文为生物医学科学文章，专业性较高，字数2710，预计阅读时间为6分钟，希望读者上帝喜欢基因编辑一直以来是人类治疗遗传病的希望，也是未来科学中最被看好的技术之一。然而，由于基因编辑品着咖啡或香茗，你仔细想过吗，地球上这么多水都是哪里来的？北京的早晨，我们冒着细雨，挤着地铁和公交车，费力的赶到公司，赶快煮一杯咖啡或泡一壶茶，一解口渴，开启满血复活的一天。人类及很多哺乳动物出生前就一直泡在羊水里，鸟类等卵生动物也毫不例