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前瞻技術脈動：光子與量子技術（202406）

關鍵字：氧化銅超導體；銅氧化物；超導；維德曼-弗朗茨定律(Wiedemann-Franz Law)；量子機械效應；量子雜訊；acene碳含量環鏈分子；電化學反應；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年5月3日
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圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202406）

研究人員表明，一條古老的定律仍然適用於奇特的量子材料
所謂的維德曼-弗朗茨定律(Wiedemann-Franz Law) 一直成立——除了在量子材料中，電子不再表現為單獨的粒子，而是聚集在一起形成一種電子湯。實驗測量表明，已有 170 年歷史的定律在這些量子材料中失效了，而且失效了相當多。能源部 SLAC 國家加速器實驗室、史丹佛大學和伊利諾大學的物理學家提出的理論論點表明，該定律實際上應該大致適用於一種類型的量子材料——氧化銅超導體，或銅氧化物，它們在相對較高的溫度下導電而不會損失。在強大的超級電腦的幫助下進行的理論研究對於解釋這些材料的實驗結果以及理解和預測實驗範圍之外的現象至關重要
參考資料: Researchers show an old law still holds for quirky quantum materials. Science Daily, 2023/11/30.

麻省理工學院研究人員提出了，透過量子「擠壓」時鐘可以維持更精確的時間
麻省理工學院的研究人員指出，時鐘、雷射和其他振盪器的精密度不僅受外部因素影響，還受制於量子機械效應。量子雜訊是量子力學基本原理固有的一部分，它對這些振盪器的穩定性產生了極限。然而，該研究顯示，透過操作量子狀態，特別是透過擠壓導致量子雜訊的狀態，可能超越這個量子極限。該團隊正計劃進行實驗測試以證明他們的理論，這可能可以應用在開發高度精密的系統，用於追蹤量子計算等方面的微小時間差異。該研究發表在Nature Communications期刊上。
參考資料: With a quantums "queeze," clocks could keep even more precise time, MIT researchers propose. MIT News, 2023/11/30.

 化學家創造了7色的有機分子 
麻省理工大學的化學家已開發一種方法，使稱為acene的碳含量環鏈分子更穩定，這些分子在不同長度時可發射紅、橙、黃、綠或藍光。這些鏈結構有望應用於有機發光二極體，因其光電性質，但長分子不穩定阻礙了廣泛應用。研究團隊使用稱為carbodicarbenes的配體使acenes帶正電，提高了穩定性並賦予其獨特的電子特性。這種方法使研究人員能夠創建產生不同顏色的acenes，有望應用於生物成像等領域。這些分子穩定性在空氣和水中表現出色，可能適用於醫學成像等應用。該研究發表在Nature Chemistry期刊上。
參考資料: Chemists create organic molecules in a rainbow of colors. MIT News, 2023/12/05.

強勢演出：電化學如何贏得綠色競賽
僅使用實驗方法來了解界面化學極為困難，因為它們非常薄，比奈米還要小。芬蘭University of Jyväskylä研究團隊發表於《Nature Communications》以及《Angewandte Chemie International Edition》期刊的研究聚焦於電解質離子在電化學反應中的影響，特別是對於提高燃料電池和碳中和能源解決方案效率的重要性。電化學反應對於綠色轉型至關重要，它利用電流和電位差進行化學反應，進而從化學鍵中提取和產生電能，是氫技術、電池以及循環經濟的基礎。由於最近的研究顯示，電極材料以外的因素，如使用的溶劑、其酸度和使用的電解質離子，對電化學反應的效率至關重要。因此，研究團隊將焦點轉向研究電化學界面，為電極和電解質界面的反應環境，對電化學反應的影響。該研究結合了模擬、理論和實驗方法，研究成果提供了對電解質如何影響電化學反應的原子級描述，有助於促進電化學技術的改進與發展。(1118字；圖1)
參考資料: Power Play: How Electrochemistry Is Winning the Green Game. SciTechDaily, 2023/12/11.


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