主要职责
中国科学院贯彻落实党中央关于科技创新的方针政策和决策部署,在履行职责过程中坚持党中央对科技工作的集中统一领导。主要职责是:
一、开展使命导向的自然科学领域基础研究,承担国家重大基础研究、应用基础研究、前沿交叉共性技术研究和引领性颠覆性技术研究任务,打造原始创新策源地。 更多+
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面向世界科技前沿,面向经济主战场,面向国家重大需求,面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构,加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点。
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中国科学院是国家科学技术界最高学术机构、国家科学技术思想库,自然科学基础研究与高技术综合研究的国家战略科技力量。
1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。建院70余年来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全作出了不可替代的重要贡献。 更多+
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在强光场驱动下,石墨烯中的电子能够以极高概率穿越能隙,在不同能带之间发生跃迁。德国雷根斯堡大学、马尔堡大学和于利希研究中心的科学家将激光技术与电子显微技术相结合,首次实时追踪了这一超快量子过程,发现电子穿越能隙的隧穿概率最高可达100%。相关研究发表于最新一期《自然》杂志。
在固体材料中,电子只能占据特定的能量范围,这些范围被称为能带。一般情况下,电子被限制在各自的能带中。但在强电场作用下,电子可以发生朗道—齐纳—马约拉纳跃迁,穿越能隙进入另一能带。然而,传统显微镜难以呈现其能量状态的瞬时变化。为此,研究团队开发了一种结合激光技术与光电子动量显微镜的测量方法。
“如果想知道一场比赛谁赢了,就必须观察所有参赛者。”论文第一作者文森特·埃格斯打了个比方。要捕捉发生量子跃迁的电子,科学家同样需要尽可能多地同时观察电子的运动。为此,科学家使用的光电子动量显微镜并不直接放大物体图像,而是记录电子的能量和运动状态,绘制电子在不同能量状态下的分布图。
借助这一技术,科学家得以观察光脉冲产生的电场如何加速电子,并推动它们在不同能带之间切换。这项研究使用了于利希研究中心制备的高纯度原子级石墨烯材料,其中包括经过旋转处理的石墨烯结构。这些材料能够减少杂质干扰,使电子的量子运动过程更加清晰。
测量结果显示,在强光场作用下,电子穿越能隙的隧穿概率最高可达100%。即使相关能态之间存在明显的能量间隔,跃迁仍然可能以很高的概率发生。研究还发现,电子接近能隙的速度是影响跃迁的重要因素。这种由电子动态运动引发的跃迁,与通常所说的电子穿过空间能量势垒的量子隧穿有所不同。
该实验为观察量子世界打开了一扇全景窗口。这种测量方法未来有望用于多种量子材料,为利用光有选择性地调控材料的电子性质开辟全新的可能性。
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