Nature：在量子系統中的耗散的納米尺度熱成像

【引言】

從通過化學反應的生物作用到高效節能計算這一系列的學科納米尺度下的能量耗散計算對廣大的科研工作者來說具有著極大的吸引力。在量子體系中研究耗散機制極為重要因為量子耗散拆除信息。為了保持量子狀態，耗散一定是極其微弱的并且難以測量。

【研究成果】

近日，以色列威茲曼科學研究所凝聚態物理系D. Halbertal教授、?E. Zeldov教授（共同通訊作者）領導的科研團隊認為，在石墨烯空間局部耗散邊緣強調了超導量子干涉尖端器件發現微觀尺度下耗散起始點的重要性。另外在量子自旋以及反常量子霍爾系統中的外爾半金屬拓撲保護表面狀態，邊緣態也吸引了科研人員的興趣。通過選擇恰當的超導材料，可以使得測量量子體系下的溫度范圍得到擴大。除此之外，高磁場以及多功能磁性感應的能力以及掃描門測溫為納米尺度下測量錯綜復雜的熱電和熱磁現象提供了新的方法思路。

【圖文導讀】

圖1：超導量子干涉尖端器件特點和性能

（a）不同的熱成像技術的敏感性和超導量子干涉尖端器件空間分辨率的比較；

（b）46納米有效直徑的Pt超導量子干涉尖端器件掃描電鏡圖像；

（c）在4.2 K 至 7.2 K下超導量子干涉尖端器件的電器特性；

（d）簡化有效的熱力循環示意圖；

（e）在13.1 kHz下，超導量子干涉尖端器件測得的溫度Tac。

圖2：單壁碳納米管的熱成像和掃描門的溫度測量量子點

（a，b）在12nA以及3nA下的碳納米管的熱成像；

（c）由于單量子點的單電子放電所導致的Tac在耗散中的不同，從而導致的戒指狀結構；

（d，e）在a與b中的放大掃描門溫度測量圖像；

（f）圖e中的圖像的補充。

圖3：在石墨烯邊緣的局部共振狀態的掃描門的溫度測量耗散

（a）氮化硼/石墨烯/氮化硼結構的光學圖片；

（b）圖a矩形框中的掃描門溫度測量圖像。

文獻鏈接：Nanoscale thermal imaging of dissipation in quantum systems（Nature，2016，DOI:10.1038/ nature19843）

本文由材料人編輯部電子電工學術組seeding供稿，材料牛編輯整理。

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