欧洲团队在室温激子极化子玻色-爱因斯坦凝聚中观测到超固体量子态
欧洲多机构合作团队在光学微腔内的激子极化子玻色-爱因斯坦凝聚中观测到超固体这一新量子态,该态可电学调控且在室温下出现,成果发表于 Science Advances。
欧洲多机构合作团队在光学微腔内的激子极化子玻色-爱因斯坦凝聚中观测到超固体这一新量子态,该态可电学调控且在室温下出现,成果发表于 Science Advances。
二维硒同素异形体中相变诱导出巨大的热开关比。研究由 Zhuyao Chang、Zhao Liu、Riccardo Rurali 完成,发表于 International Journal of Heat and Mass Transfer 第 274 卷,出版日期为 March 2027。
Longjun Xiang、Hao Jin 和 Jian Wang 在 Physical Review B 发表论文,通过自旋群与磁 Laue 群对称性分析,将三阶本征反常霍尔效应(IAHE)确定为交错磁序的本征输运特征,指出它在无自旋轨道耦合(SOC)时被禁止,引入 SOC 后对全部十种交错磁自旋 Laue 群均被允许。
推荐理由:论文以对称性分析结合具体材料算例,给出可实验观测的霍尔电压量级,便于判断该输运特征的可观测性。
研究提出层张量效应(LTE)的对称性选择定则,用 Jahn 符号判定双层中哪些张量分量在零面外电场 Ez 下层间抵消、并满足 Tα(+Ez)=−Tα(−Ez) 的电场奇性响应。该定则被应用于反常霍尔、位移电流、非线性 Drude、压电、自旋霍尔与自旋光电流等通道,模型计算与第一性原理模拟证实了预测的场奇响应,为双层材料的多功能 layertronic 响应提供了统一框架。
Pr4Ni3O10 与 La4Ni3O10 三层 Ruddlesden-Popper 镍酸盐单晶的磁电导量子修正测量观测到二维弱局域化(WL)特征,表明面内电子输运处于量子扩散区、面外输运非相干,基态为准二维无序费米液体。施加压力至 3 GPa 连续压制 WL 特征,可能对应二维/三维维度交叉及最终压力驱动的超导转变。
研究团队用超快泵浦-探测光谱研究kagome材料CsTi3Bi5的非平衡载流子动力学与集体激发,测得准粒子弛豫中亚皮秒快衰减分量由电声耦合主导,提取的耦合常数约为0.413±0.007,小于CsV3Sb5的报道值。
香城大学、UNIST、苏州实验室等团队提出基于三角晶格的平面硼团簇成键模型,用 3c-2e、2c-2e 成键与 σ 键共振给出四条成键规则,并提取三条稳定性判据,据此预测 B49、B70、B84 为特别稳定的平面团簇,与密度泛函理论形成能趋势一致。机器学习力场加速的全局结构搜索在平面与三维构型空间中独立验证了这些预测,该尺寸范围内能隙仍小到使平面构型保持竞争力。
Lebedev 物理研究所等机构通过第一性原理计算,提出在反铁磁拓扑绝缘体 MnBi₂Te₄ 薄膜上覆盖非磁性 GeBi₂Te₄(Bi₂Te₃)的异质结设计,消除 MnBi₂Te₄ (0001) 一个 Dirac 锥的交换劈裂,从而实现半整数量子反常霍尔相。该方案可提高观测该效应的温度,并可推广到其他层状反铁磁拓扑绝缘体薄膜。
宾夕法尼亚州立大学团队用分子束外延生长了一系列顶层材料不同的FeTe基超导异质结,通过一阶与二阶谐波输运测量发现磁手性各向异性系数与超导转变宽度ΔT呈负相关,而与顶层的晶体结构、晶格常数、厚度、拓扑性和磁性无关。
该论文在300 mm晶圆级磁隧道结人工突触上演示并调控出最多八个不同电阻态,由自旋轨道矩驱动,通过面内磁场变化下的畴壁成核与钉扎产生多权重态。电磁模拟表明多态源于面内场与施加电压介导的畴壁成核;将实测多权重器件用于神经网络后,若所有器件提供相同多权重态,MNIST推理准确率为96.1%,计入实验器件间差异后为48.6%。
Pavez 等人研究紧束缚哈密顿量带隙内倏逝波的能带结构,指出虽底层哈密顿量为厄米,这些模式携带复波矢因而呈现非厄米色散。在一维转移矩阵框架下,作者证明除带边的标准例外点外,带隙内部还可出现由无自旋时间反演对称保护的另一类例外点;调参可驱动拓扑转变,使带隙内例外点成对产生,其能量区间由赋予每个带隙内能量的 Z2 指标刻画,例外点即为该指标的畴壁。
香港中文大学等团队对 kagome 金属 CsCr3Sb5 在静水压下开展系统磁输运实验,研究其约 30 K(记为 T3)的电阻率异常。常压与 5 kbar 下霍尔系数在 T3 出现明显上翘,T3 以下霍尔响应呈非线性;加压后该非线性更尖锐,霍尔异常更接近反常霍尔效应,同时呈现多带特征与压力增强的反常霍尔类效应。作者认为这些信号提示 CsCr3Sb5 中可能存在额外的电子序,呼吁进一步研究。
研究用ARPES和Co K边X射线吸收结合DFT计算,比较CoSn中以Fe替代Co与以In替代Sn两条引入空穴的路径。In替代使能带几乎刚性上移向费米能级,符合空穴掺杂预期;Fe替代却导致反常下移,DFT将此归因于Fe的局域磁矩把空穴留在Fe杂质上并对近邻Co施加吸引静电势。两种掺杂最终都把弱色散态带到费米能级附近,分别是In掺杂下Co kagome晶格的平带与Fe杂质周围部分局域化的态。
研究团队用飞行时间中子谱学在宽能量与动量范围内测绘了范德华反铁磁体NiBr2的磁激发,观测到的清晰磁子色散可由含至第三近邻海森堡交换、层间耦合和单离子各向异性的最小双线性哈密顿量的线性自旋波理论定量再现,无需引入Kitaev相互作用。
研究者通过独立调控层叠顺序与原子终止,在SrIrO3-LaCoO3界面翻转极性诱导电荷符号,原位角分辨光电子能谱(ARPES)证实SrIrO3中诱导电荷符号反转。四种异质结的磁输运测量显示反常霍尔效应可被干净地开关:仅在电子掺杂条件下出现,空穴掺杂的SrIrO3中被抑制,该响应源自由极性控制的能带填充决定的内禀贝里曲率机制。
Hui-Ke Jin 等人在 Physical Review Letters 发表论文,提出扭转 WSe2 双层在半填充和零位移场下观测到的超导具有 gossamer 本质。
Morris 等人在 Physical Review Letters 发表论文,报告在超冷气体中观测到随机缠结的涡旋线自行解开的现象,即远离平衡玻色-爱因斯坦凝聚过程中的 Vinen 湍流。论文编号为 Phys. Rev. Lett. 137, 193403,于 11 月 5 日(周四)发表。
推荐理由:论文报告了在远离平衡的玻色-爱因斯坦凝聚过程中观测到涡旋线缠结自行解开的现象,为量子湍流研究提供了直接实验观测。
研究团队提出压手性效应,证明机械应变可在已形成的非手性晶体中诱导并按需反转手性。在含相反手性螺旋子结构的 AgGaS₂ 晶体中,单轴压缩或拉伸使偏振旋转随应变线性变化并反向,沿垂直轴施加同类应变同样反转旋转,与螺旋模型一致。作者还建立了基于对称性的压手性响应分类框架并纳入材料数据库,指出该效应在光学、自旋控制与手性化学中可能的应用方向。
推荐理由:文章用螺旋模型和偏振旋转实验解释了应变诱导手性的机制,便于理解对称性破缺如何转化为可测的光学响应。
PSI 团队在 Nature Communications 发表研究,发现对 6R-TaS2 施加高压可使其超导扩展到三维结构,转变温度提高约三倍,参与超导的电子数增加七倍。
Cornell University 研究团队在 Nature 发表研究,研制出带隙超过 7 eV 的半导体材料,为硅掺杂铝镓氧化物在蓝宝石上生长而成,打破了此前 6 eV 的纪录。
首尔大学团队在 Nature Communications 发表铁电存储电容研究,器件在0.6伏下开关,1万亿次循环后未出现硬击穿。电容采用5纳米 HZO 腐膜与经调控晶向和抑制氧化的氮化钛电极界面,0.6伏下约42纳秒翻转一半极化,1伏下为8纳秒;按极化损失小于20%的判据,0.6伏耐受6000亿次循环、1伏耐受1万亿次。
推荐理由:文章给出了0.6伏开关、42纳秒翻转和1万亿次循环的具体数据,并说明哪些结论来自外推或仿真。
TU Dortmund University、Paderborn University、University of Duisburg-Essen 与 University of Oxford 合作。
首尔大学材料工程系朴民赫教授团队在Nature Communications发表论文,报告一种0.6V低电压下快速工作、经1万亿次循环后仍无绝缘破坏的强电介质电容器。
推荐理由:论文给出0.6V下约40ns的分极转换与1万亿次循环内耐久数据,可据此评估其对DRAM级低功耗存储的参考价值。
Physical Review B 新刊论文研究了反铁磁材料 CrOCl 上扭转双层双层石墨烯(TDBG)的电输运性质,在超高磁场下观测到 TDBG 半填充处增强的关联绝缘态,作者将其归因于 TDBG 与 CrOCl 之间的电荷转移效应。
德累斯顿工业大学团队用最近邻紧束缚模型研究了周期性 π 空位石墨烯超晶格(GSLs)打开带隙的对称性条件,指出 3𝑛 × 3𝑛 超晶格是把 K 和 K′ 折叠到 Γ 的必要条件。C3 型空位因 Γ 点二重简并打开较大带隙,D6h 图案在仅 3.7% 缺陷浓度下即达 314 meV,带隙随缺陷浓度线性增长;C2 型空位则使能带非简并、锥各向异性,超晶格无序会破坏 C3 对称性并使带隙回落。
研究人员在基于 Hat monotile 的激子极化激元晶格中研究二维波输运,发现其分形谱中存在局域态、临界态与扩展态。模拟显示波包呈反常扩散,从超扩散到近亚扩散输运。作者提出光学泵浦-探测方案以实验探索这些效应,为可重构极化激元晶格中的临界现象研究开辟新途径。
Rosset 等人在 Physical Review B 发文,展示由机器学习驱动分子动力学模拟得到的无缺陷(理想)非晶硅模型,在杂化泛函密度泛函理论计算下能准确复现实验观测到的电子带隙。作者将该模型与 Wooten-Winer-Weaire 键切换方法得到的模型以及其他近期理想非晶硅近似模型进行比较,并指出该工作为研究非晶硅的带尾、光学性质和输运提供了平台。
电子科技大学等团队结合密度泛函理论与 Wannier 函数计算,发现增大 NdNiO₂ 层间距可增强 Ni eg 轨道极化与 Ni dx2−y2 最近邻有效跳跃,同时抑制 Ni dx2−y2 与间隙 s 轨道的杂化。
Physical Review B 发表论文,作者结合理论计算与实验测量报道金属ε-TaN打破常规:电子和声子都对热传导有显著贡献,其室温热导率介于铝和金之间。作者建立了清晰的物理描述符,为设计下一代热导材料提出新策略。[Phys. Rev. B 114, 274301]
山西师范大学团队通过第一性原理计算构建了热力学稳定且实验可行的 MnGeTe3/germanene 和 MnSiTe3/silicene 二维磁性异质结构,其中强界面 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用(DMI)可稳定拓扑自旋织构。
截至 2025 年,约二十份 μSR 数据报告了低 Tc 常规费米液体金属中的时间反演对称性破缺(TRSB)态,探测场对应磁化不超过 10⁻³ μB/atom,这类材料被归为以三重态配对建模的脆弱磁性超导体。
该论文用有限温 DQMC 模拟单轨道双层 Hubbard 模型,研究强层间耦合下 La3Ni2O7 的配对竞争。结果显示随空穴掺杂自旋条纹自发形成,主导配对对称性从 d 波交叉到 s± 波,该交叉伴随层间自旋关联强度超过层内关联,动力学自旋结构因子也呈现与涨落自旋条纹一致的动量依赖重组。
同步辐射X射线衍射研究了0.18≤x≤0.57范围内Ni插层2H-NbS2的结构,EDX独立测定Ni含量。粉末衍射显示NbS2基体保持不变,Ni离子在范德瓦尔斯间隙中从无序排列演化为x=1/4处的2×2有序、x=1/3处的3×3有序(中间两者共存),直至x=0.57处的正交条纹有序。
University of Florida 的 Yuan Gao 和 K.A. Muttalib 提出将位移场映射为自旋自由度的 "soft-corization" 方法,用于描述受限方向上振动受限的低维系统。
ZnO 纳米线激光器与 WS₂、MoS₂ 单层杂化后激射阈值升高、高泵浦功率密度下发射强烈淬灭、模式包络蓝移,与双层、三层及体相 MoS₂ 杂化则激射完全被抑制。
理论研究显示,hBN 双曲纳米腔可将双曲声子极化激元(HPhPs)限制在有限体积内,从而实现单分子振动强耦合。全波电磁模拟与少模量子化方法给出品质因子约 600、有效模式体积 |Veff|∼10⁻⁷λ³ 的非对称共振,足以耦合偶极矩约 1 D 的振动跃迁。共振频率可由腔长宽比调节,为局域控制振动动力学与分子能量流提供了新途径。
华中科技大学等团队发现中心对称多轨道材料在无自旋能带劈裂时可通过自旋-轨道纠缠的轨道织构实现自旋交换,Ge 和 Si 的交换效率达 50%。该机制由晶体对称性约束的四阶张量描述,无需自旋-轨道散射或反演对称性破缺,为自旋交换开辟了新的材料选择与功能。
Paris-Saclay 大学与 Sherbrooke 大学团队理论上研究了垂直磁场下二维 Chern 半导体侧向结的静电性质,发现 Chern 半导体的谱不对称性相当于依赖 Chern 数的磁场诱导有效掺杂密度,使不同 Chern 数区域在电中性时具有不同化学势,从而产生拓扑起源的内建势。
德克萨斯大学奥斯汀分校Feliciano Giustino团队理论预测并实验实现了一种电子与声子均显著导热的金属材料ε-TaN。第一性原理计算预测其单晶室温热导率约273 W m–1 K–1,介于铝和金之间,其中电子贡献约20%、声子贡献约80%,合成样品的热输运实验验证了这一预测。相关论文发表于Phys. Rev. B 114, 274301。
Würzburg 大学、Rostock 大学和 ETH Zurich 的研究者在 Nature Physics 发表研究,用一对时间同步的弱激光脉冲在滑移铁电材料 WTe₂ 中驱动原子层的放大滑移振动。