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全新纳米级3D晶体管面世
2024-11-11
美国麻省理工学院团队利用超薄半导体材料,成功研制出一种全新的纳米级3D晶体管。这是迄今已知最小的3D晶体管,其性能和功能可比肩甚至超越现有硅基晶体管,将为高性能节能电子产品的研制开辟新途径。相关论文发表于5日出版的《自然·电子学》杂志。晶体管是现代电子设备和集成电路中的基础元件,具有多种重要功能,包括放大...
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量子纠缠可提升光学原子钟精度
2024-10-12
美国科罗拉多大学博尔德分校和美国国家标准与技术研究院的量子物理学家们,利用量子纠缠在原子和电子尺度上再现了一个充满不同滴答声“房间”的场景。这一成就可能为开发新型光学原子钟铺平道路。相关研究成果9日发表在《自然》杂志上。光学原子钟通过监测原子内部固有的“滴答”频率来极其精确地追踪时间。尽管这些时钟...
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超低成本电池阴极材料研发成功
2024-10-08
据最新一期《自然·可持续性》杂志报道,美国佐治亚理工学院领导的多机构团队开发出一种革命性低成本阴极材料——氯化铁,其成本仅为典型阴极材料的1%—2%,但可储存相同数量的电量。该项成果将极大地改善电动汽车市场以及整个锂离子电池市场。电动汽车等大规模能源用户对锂离子电池的成本尤其敏感。目前,电池约占电动汽车...
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碳基化合物中发现单电子共价键
2024-10-08
日本北海道大学研究团队发现了一种特殊的化合物,其中两个碳原子通过共享一个电子形成了非常稳定的共价键,这种键被称为σ键。这一发现证实了一个已有百年历史的理论,并被发表在最新一期《自然》杂志上。共价键是有机化学中最为基础的连接方式之一,通常是由两个原子共同分享一对电子而形成的。1931年,诺贝尔奖得主莱纳斯·...
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量子物理学赝能隙难题获突破
2024-09-24
美国纽约熨斗研究所计算量子物理中心研究人员巧妙地运用了一种计算技术,在理解“赝能隙”这一长期困扰量子物理且与超导性密切相关的难题上取得了突破。这项发现刊登于最新一期《科学》杂志,将助力实现室温超导,以及在无损耗电力传输、更先进的核磁共振技术和超高速悬浮列车等领域的应用。赝能隙是指在一些材料(如铜氧化...
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新型“肌肉”驱动机器腿能走会跳
2024-09-18
瑞士苏黎世联邦理工学院和德国马克斯普朗克智能系统研究所共同开发出一种“人造肌肉”驱动机器腿,其不仅比传统机器腿更节能,而且可进行高跳、快速移动、检测和应对障碍物,完成这些任务都不需要复杂的传感器。研究发表在最新《自然-通讯》杂志上。近70年来,绝大部分机器人都有一个共同点:由马达驱动。马达装置出现已有200...
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镍钛合金“变身”为超坚固弹性材料
2024-09-12
日本国立材料科学研究所研究人员开发出一种新工艺，让镍钛合金“变身”为一种超坚固弹性材料。这种材料的坚固程度与钢相当，延展性却是钢的20倍，有望用于制造可变形机翼。相关论文发表于新一期《自然》杂志。想象一下，一架飞机在空中遨游，机翼能随着飞行速度的变化调整长度，以便更充分地利用空气动力。为实现这一梦...
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地球存在双极电场首次证实
2024-09-04
据最新一期《自然》杂志报道,借助美国国家航空航天局“耐力”号火箭任务数据,一个国际科学家团队首次成功测量了整个地球的电场,该电场被认为与地球重力和磁场一样重要。这种电场被称为双极电场。科学家早在60多年前就提出假设,认为它驱动着地球大气层从地球南北极逃逸。“耐力”号任务数据证实了双极电场的存在,并量化了...
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新型脑机接口系统让渐冻症患者重新“说话”
2024-08-30
新发表在美国《新英格兰医学杂志》的研究显示,通过在渐冻症患者大脑中植入脑机接口设备,并将脑信号解码转换成语音,可成功让其重新“说话”。这一新系统的开发或可帮助因罹患神经系统疾病而致语言能力受损的人恢复交流能力。渐冻症医学名称为肌萎缩侧索硬化症,是一种神经退行性疾病,会影响大脑和脊髓中的运动神经元,造成...
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非常规界面超导体研制成功
2024-08-29
美国加州大学河滨分校领导的多机构团队研制出一种新型非常规界面超导材料。该材料可用于量子计算,并成为“拓扑超导体”的候选材料。研究成果发表在新一期《科学进展》杂志上。拓扑超导体利用电子或空穴的非定域状态(空穴的行为类似于带正电荷的电子),以稳健的方式传输量子信息和处理数据。研究团队将三方碲(一种非磁性的...
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自展开能降解脑电极面世
2024-08-28
韩国首尔国立大学等机构的科学家成功开发出一种新型帐篷状电极。这款传感设备能以微创方式部署到人脑表面并自行展开,收集脑电图和其他神经生理学数据。该设备使用后能在人体内自然降解而不会留下任何残留物。相关论文发表于最新一期《自然·电子》杂志。传统电极需颅骨切除手术植入,可能引发肿胀、出血、脑脊液漏出等并...
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固体材料内发现“暗”电子
2024-08-28
韩国科学家在二硒化钯等固体材料内发现了一些“暗”电子,此前科学家借助光谱学分析材料特性时,没有检测到这些“漏网之鱼”。这些“暗”电子的发现或有助更好地理解高温超导体的行为,解开材料科学领域的其他谜团。相关论文发表于新一期《自然-物理学》杂志。材料的大部分特性,如导电或反射光的难易程度,都由其中电子的运...
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为微米级设备供电的锌空气电池面世
2024-08-22
随着机器人设备逐渐缩小，对微米尺度电池的需求日益迫切。美国麻省理工学院工程师设计出一款新的微型电池，可为体内胶体机器人、传感器等微米级设备供电。这些设备未来或能用于人体内药物输送、天然气管道泄漏定位等领域。相关论文发表于新一期《科学-机器人》杂志。新电池长100微米，厚2微米，是一款锌空气电池。与其他...
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室温下打印金属氧化物薄膜实现
2024-08-22
据8月15日《科学》杂志报道,包括美国北卡罗来纳州立大学和韩国浦项科技大学在内的国际研究团队,展示了一种在室温下打印金属氧化物薄膜的技术,并利用该技术制造出既坚韧又能在高温下运行的透明柔性电路。 金属氧化物薄膜是一种重要材料,几乎存在于每种电子设备中。传统上,制造金属氧化物需要专门设备,这些设备既慢又贵,而...
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迄今最精确顶夸克质量值测得
2024-07-22
借助大型强子对撞机(LHC)上紧凑缪子线圈(CMS)合作组和超环面仪器实验(ATLAS)合作组独立测得的15个不同的结果,欧洲核子研究中心(CERN)科学家获得了迄今最精确顶夸克质量值。研究团队指出,新的顶夸克质量值将能够改进粒子物理学标准模型的计算,帮助科学家们更好地理解希格斯玻色子性质的量子修正等问题。相关研究发表于近...
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无阳极钠固态电池面世
2024-07-16
美国科学家最新研制出全球首个无阳极钠固态电池。这一成果有助开发出廉价且能快速充电的大容量电池，以用于电动汽车和电网。相关研究论文发表于最新一期《自然-能源》杂志。锂基电池已成为电动汽车和移动设备的标配，但其性能受到多方面因素制约。首先，锂在地壳中的储量有限。另外，锂离子电池需求激增，导致锂的价格不...
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科学家成功解码“材料基因组”
2024-07-11
在最新一期《自然-材料》杂志上的一篇论文中，澳大利亚悉尼大学团队报告了一种解码“材料基因组”的新方法。该方法能检测晶体材料原子级结构的微小变化，提高了人们理解材料特性和行为基本起源的能力。这一突破对于开发创新材料至关重要，将推动人们开发用于航空航天业的更坚固且更轻的合金、用于电子设备的新一代半导体...
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柔软弹性电极可用电信号模拟触觉
2024-07-09
美国加州大学圣迭戈分校科学家领导的小组开发出一款柔软且有弹性的电子设备。当佩戴在皮肤上时,这款设备能模拟皮肤上感受到的压力或振动。最新研究为开发用于虚拟现实、医疗假肢和可穿戴技术等应用的先进触觉设备奠定了基础。相关论文发表于新一期《科学-机器人》杂志。最新设备由一个柔软且可拉伸的电极连接到硅胶贴片...
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首台实用型芯片级钛宝石激光器问世
2024-07-01
据6月26日《自然》杂志报道，美国斯坦福大学团队在芯片上制造出一种钛宝石激光器。与目前的任何其他钛蓝宝石激光器相比，这一原型机的体积缩小了4个数量级（即原来的万分之一），成本降低了3个数量级（即原先的千分之一）。无论在规模效率方面，还是在成本方面，这一成果都是一次巨大进步。钛蓝宝石激光器在尖端量子光学...
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纳米尺度上传播的自旋波生成
2024-06-14
英国兰卡斯特大学和荷兰拉德堡德大学研究人员生成了一种可在纳米尺度上传播的自旋波,并发现了一种调节和放大它们的新途径。这一成果发表在新一期《自然》杂志上,有望促进无耗散量子信息技术发展。传统设备用电流工作会有能量损失,并向环境散热。替代“有损”电流的一种方法是利用电子自旋而不是电荷,以波的形式存储和处...
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