课题基金 / 基金详情

mK温度量子电容测量技术

批准号:
92065104
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
80.0 万元
负责人:
刘阳
依托单位:
学科分类:
凝聚态物质电子结构
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘阳

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
在量子系统中,宏观量子态的形成会引起载流子态密度和化学势的变化。这些载流子的量子效应所引起的等效电容称为量子电容。通过测量量子电容随磁场、载流子浓度等的变化可以研究量子相变等物理现象。相比于传统的输运测量方法,量子电容测量能够直接探测到不参与导电的载流子,可以用于研究诸如Wigner晶体等绝缘量子态的特性。同时该方法关注体系内局部区域内的载流子特性,其测量结果的量子效应更明显,对量子态的探测灵敏度更高。高精度量子电容的测量结果可以用于研究待测系统中的能级精细结构。逼近量子极限的电容测量可以研究待测体系中带电准例子的产生和湮灭。采用电极-待测材料-电极的三明治结构可以研究几乎绝缘的样品中出现的相变。.mK温度高精度量子电容测量具有极高的难度。样品电容值可能小至数十fF;而量子效应引起的电容变化约为总电容的1%量级;低温设备中的寄生电容远大于样品电容;必须使用mV量级的激励信号。
英文摘要
The formation of quantum phases usually leads to the variation of the chemical potential and the density of states at the Fermi energy. The equivalent capacitance describing these effects is called quantum capacitance, through which we can study quantum phase transitions as a function of changing magnetic field, charge density, etc. Quantum capacitance can detect compressible phases which are pinned by disorder and cannot be seen by conventional transport measurement, such as Wigner crystals and charge density waves. Secondly, the capacitance measurement probes local effects. Therefore, it's more sensitive than transport measurement when searching fragile quantum phases. High precision quantum capacitance measurements can be used to study mini-band structure in target system, or study the creation and annihilation procedure of charged quasiparticles, or study the quantum phase transitions in nearly-insulating materials when using gate-material-gate devices. High precision quantum capacitance measurement is extremely difficult. The quantum effects only cause a few percent variation of the ~10fF sample capacitance, which is several orders smaller than the ~100pF cable capacitance in the cryostat. Also only mV excitation can be used on samples so that the fragile quantum phases are not destroyed.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1088/0256-307x/39/9/097301
发表时间: 2022-08-01
期刊: CHINESE PHYSICS LETTERS
影响因子: 3.5
作者: [Zhao,Lili, Lin,Wenlu, Liu,Yang]
通讯作者: Liu,Yang
DOI: 10.1103/physrevlett.130.246401
发表时间: 2023-01
期刊: Physical review letters
影响因子: 8.6
作者: [Lili Zhao;Wen-Hao Lin;Y. J. Chung;Adbhut Gupta;K. Baldwin;L. Pfeiffer;Yang Liu]
通讯作者: Lili Zhao;Wen-Hao Lin;Y. J. Chung;Adbhut Gupta;K. Baldwin;L. Pfeiffer;Yang Liu
High precision, low excitation capacitance measurement methods from 10 mK to room temperature.
从 10 mK 到室温的高精度、低激励电容测量方法。
DOI: 10.1063/5.0087772
发表时间: 2022
期刊: The Review of scientific instruments
影响因子: --
作者: [Lili Zhao, Wen, X. Fan, Y. Song, Hong Lu, Yang Liu]
通讯作者: Yang Liu
DOI: 10.1103/physrevb.109.035305
发表时间: 2024
期刊: Phys. Rev. B
影响因子:
作者: [Wenlu Lin, Xing Fan, Lili Zhao, Yoon Jang Chung, Adbhut Gupta, Kirk W. Baldwin, Loren Pfeiffer, Hong Lu, Yang Liu]
通讯作者: Yang Liu
CCD综合征致病基因RUNX2突变通过LncRNA-ROD调控破骨细胞分化的分子机制
  • 批准号:
    82001029
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘阳
  • 依托单位:
GaAs宽量子阱中二维空穴系统
  • 批准号:
    82001029
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘阳
  • 依托单位:
GaAs宽量子阱中二维空穴系统
  • 批准号:
    12074010
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘阳
  • 依托单位:
QCM生物传感器用于生物分子识别的研究及应用
  • 批准号:
    20405001
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    8.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    刘阳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金