CeO₂ 中稀土离子发射体的时钟跃迁实现长电子自旋相干
CeO₂ 中稀土离子发射体通过时钟跃迁实现了长电子自旋相干,为量子技术提供兼具电信波段窄光学发射、长自旋存储与硅集成光子架构兼容性的平台。该研究发表于 Phys. Rev. B 114, 204316,指出可扩展量子器件的实现需要合适的基质材料。
CeO₂ 中稀土离子发射体通过时钟跃迁实现了长电子自旋相干,为量子技术提供兼具电信波段窄光学发射、长自旋存储与硅集成光子架构兼容性的平台。该研究发表于 Phys. Rev. B 114, 204316,指出可扩展量子器件的实现需要合适的基质材料。
Physical Review B 的一项研究揭示了曲率如何重塑合成反铁磁纳米管中的自旋波动力学与磁不稳定性。管状几何导致自旋波模式的非对称局域化与非互易传播,而径向各向异性驱动了从均匀软化到有限波矢不稳定性的转变,后者标志着沿纳米管轴向出现条纹状磁调制。
Ni4Nb2O9 单晶补偿亚铁磁体由两个反铁磁耦合、ab 面内磁矩相反的铁磁 Ni2+ 层构成,表现出非界面交换偏置。在弱场下测量的磁化回线 M(θ) 显示,磁场旋转可引起磁化翻转。该研究发表于 Phys. Rev. B 114, 194429。
Cohen 等人在 Physical Review Letters 上提出薄弹性片的曲率势表述,用于描述石墨烯到生物膜等体系中由几何非线性驱动的褶皱、折叠与热形变。该方法不依赖 Föppl–von Kármán 方程所要求的小斜率假设和单值高度场,从而突破了弱非线性理论的适用限制。
Gaopei Pan 和 Fakher F. Assaad 用量子蒙特卡洛研究了一个描述自旋链与二维 Dirac 导电电子耦合的最小紧致 U(1) 格点规范模型,该模型用于刻画重费米子局域矩区的 Kondo 破缺。研究以紧致 U(1) 规范理论作为重费米子的经济描述出发,结果发表于 Phys. Rev. Lett. 137, 186503。
Physical Review Letters 发表研究,实验揭示双层石墨烯非线性 Hall 响应中存在潜在有用的奇偶二分(odd-even dichotomy)行为。论文作者包括 Zitian Pan、Jiaheng Li、Jin Cao 等,成果发表于 Phys. Rev. Lett. 137, 186302。
中国科学院 Luojun Du 等人在双层石墨烯中观测到非线性霍尔效应(NLHE)的奇偶二分性:偶数阶响应需面外电场破缺反演对称,奇数阶响应需面外磁场破缺垂直镜面对称。施加面外磁场后,偶数阶贡献随磁场强度线性增加,而奇数阶贡献呈立方标度,属此前未报道的效应。结果表明两类 NLHE 受不同对称性条件支配,可用于指导更高效整流器等电子器件的开发。
HZDR 理论物理研究所团队在 Physical Review Applied 发表研究,提出用电极电压在石墨烯中生成势垒作为"护栏",配合垂直磁场使电子和空穴沿相反方向的圆弧路径运动并被引导至相反电极,从而替代难以规模化制备的物理边缘方案。该机制要求势垒足够高且宽以阻挡电子穿越,电极间距须与由磁场强度和吸收光能量决定的圆弧轨迹尺寸匹配。相比固定边缘,电压可调的方案具有灵活性优势。
Chalmers University of Technology 的研究团队在 npj Computational Materials 发表了一种计入温度效应的缺陷性质计算框架,比基于 0 K 的传统模拟更接近真实条件。
Rutgers 与爱沙尼亚团队在 Physical Review Letters 发表研究,用太赫兹光偏振(左旋/右旋)区分 FeTe₁₋ₓSeₓ 铁基超导体涡旋内的两组 Caroli–de Gennes–Matricon 束缚态粒子。
CIC nanoGUNE 联合 CFM 及捷克、德国、法国团队在 Nature 发表论文,首次实验演示从交变磁体 Mn₅Si₃ 中提取可传输磁信息的自旋流。器件中交变磁体与探测器相距 300 纳米,电流通过时内部磁序影响电子行为产生自旋流,经金属传导到达探测器输出电信号;用强磁场反转磁序后信号方向随之改变,确认信号确实来自内部磁信息。团队指出下一步是用低能耗电脉冲反转磁序并实现室温工作。
瑞典 Linköping University 研究人员用人工智能检索数十年科学档案,重新发现 33 种此前被忽视的 MXene 形式,其中部分前驱母晶早在 1970 年代就已合成,因当时尚无二维物理框架与高分辨率扫描透射电子显微镜等表征工具而被埋没。
美国亚利桑那州立大学(ASU)Arvinder Sandhu 团队在 X-Beams 设施利用紧凑X射线光源(CXLS)产生迄今最快的紧凑X射线脉冲,观测了量子材料 1T-TaS2 受 800 nm 近红外激光激发后原子与电子的重排过程。
Virginia Tech 团队揭示了软材料中液态金属液滴受压后形成导电通路的物理机制:压缩使液滴间的聚合物产生微裂纹,液态金属流入并留在裂纹中,释放压力后仍保持导电。研究使用显微镜和 3D X 射线成像观察该过程,并建立了预测导电所需压力的数学模型,适用于从约 0.04 英寸到几十微米的液滴尺寸。该机制发表于 Matter,可帮助设计可拉伸传感器、可穿戴电子和软体机器人中的导电图案。
国际研究团队在《Physical Review Letters》发表研究,通过量子力学模拟发现三种含等离激元的量子材料——TiSe₂、Sr₂RuO₄ 和空穴掺杂金刚石——可用于探测轻暗物质粒子的微小能量沉积。模拟显示 TiSe₂ 可将探测灵敏度提升两到三个数量级,最高达现有基准材料的 1,000 倍。其中两种材料还表现出方向敏感性,其响应随地球自转而变化,有助于识别暗物质信号。
Xinrong Zuo 等在 Nature Physics 发表研究,通过对 HgTe 和 HgCdTe 量子阱中的热电子进行成像,观测到经典汤姆孙冷却效率低下的情形下出现超出玻尔兹曼-昂萨格极限的非平衡能量耗散。
Ali Zavabeti 等在 Nature Materials 发表研究,层状金属氧卤化物可在扫描透射电子显微镜内被选择性脱卤,得到独立支撑的单层氧化物薄片,把合成过程与原子分辨率观测耦合在一起。
Nature Materials 发表研究,提出电子束辅助减薄方法,可可控制备自由支撑的金属氧化物单层,并进一步制备横向异质结构和转角双层结构,拓展了二维量子体系的材料空间。
Nature Materials 发表研究,利用各向异性 ReS2 图案化的光子超表面实现稳健、光谱可缩放的定向光子平带,从而对偏振分辨的激子-极化激元进行拓扑调控,并增强光-物质耦合。
HZDR 理论物理研究所团队在 Physical Review Applied 发表新方案,用垂直磁场配合电极电压产生的势垒替代难以放大的石墨烯边缘,使光生电子与空穴沿相反方向圆弧运动并分离。该概念有望用于太阳能电池、光传感器和石墨烯电子器件。
Stuart Yi-Thomas 与 Jay D. Sau 通过解析计算与张量网络方法求解滑动电荷密度波,解决了不同填充分数分数量子霍尔态之间量子点接触在全透射范围内的微观理解问题。
第一性原理计算结合 Wannier 插值与耦合电子-声子玻尔兹曼输运理论研究表明,Ta₂CS₂ 中反演对称性破缺诱导了强电子-声子散射,从而抑制了热导率。该工作揭示了晶体对称性与电子-声子耦合对二维材料热输运的关键作用,结果发表于 Phys. Rev. B 114, 245423。
研究表明,弱非均匀电场会在半经典波包动力学中引入一个独立的量子度规项,即使 Berry 曲率为零也能产生振荡的实空间贡献,为 Bloch 振荡的几何类比提供了新的机制。该工作发表于 Phys. Rev. B 114, 245422。
研究在 kagome 重费米子金属 YbCr₆Ge₆ 中观测到 4f 与 3d 平带的协同共存,相关成果发表于 Phys. Rev. B 114, 245135。该材料兼具 kagome 晶格几何导致的 3d 平带与重费米子化合物中局域轨道形成的 4f 平带,为研究能带拓扑与强电子关联效应提供了平台。
Yan Li、Xiao-Qing Luo、W. M. Liu 和 Xin-Lin Wang 在 Phys. Rev. B 114, 235418 中提出平面超表面的可调控手性光学响应,用于工程化高质量与超灵敏的手性传感。手性平面超表面是纳米光子学中探索手性应用与功能的平台,可增强纳米尺度光-物质相互作用,但多数现有研究中品质因子与手性响应存在反相关。
研究提出共振阿秒注入的固体高次谐波(s-HHG)方案,利用共振阿秒注入替代传统中红外驱动下单个光学周期内完成的载流子注入、加速与发射过程,从而对带间波包相位更敏感,可提取能带隙特征。该工作发表于 Phys. Rev. B 114, 235133。
Taisei Yamanaka、Takumi Sato 与 Satoru Hayami 研究了晶体中磁环形单极子的相对论极化响应,指出其作为时间反演奇标量可通过磁场梯度下的响应来评估。该单极子曾在 Co2SiO4 中表现出电场诱导的非互易方向二向色性,但在晶体固体中的评估仍未解决。
Physical Review B 发表研究,通过偏振分辨拉曼光谱结合密度泛函理论,辨识出层状化合物 Co1/4NbSe2 中六个拉曼活性声子,考察了 Co 插层与交错磁性序对晶格动力学的影响。
研究分析了各向异性硅量子点 p 轨道流形内的量子比特编码方案,并计入合金无序效应。结果发现该流形中存在两类避免交叉:一类源于合金无序,另一类源于面外磁场。文章发表于 Phys. Rev. B 114, 225420。
Risako Kikuchi、Junya Endo 与 Ai Yamakage 研究表明,由两条线性色散带和一条平庸带构成的自旋-1 手性费米子体系中,杂质散射在谱电导 σ(ε) 上产生非对称尖峰,可显著增强电子热电响应。该成果发表于 Phys. Rev. B 114, 225204。
Ab initio 计算与角分辨光电子能谱实验表明,Nb 掺杂使 Weyl 半金属候选材料 MoTe₂ 的体态与表面电子结构在化学势调控小于 0.4 eV 的范围内发生显著变化。计算显示体系中可出现多个 Lifshitz 转变。相关结果发表于 Phys. Rev. B 114, 225145。
三角格子化合物 K₂Mn(SeO₃)₂ 的磁性与热力学测量结合…(原文仅给出摘要开头,未提供具体参数与结论,故摘要从简)研究发现弱各向异性可对磁场诱导的磁相进行方向选择。该工作发表于 Phys. Rev. B 114, 204429。
Physical Review B 发表了一种从第一性原理计算预测绝缘体红外光学常数的简化形式化方法,通过考虑红外光子与晶格的共振相互作用,弥补了广泛使用的四参数半量子 Lorentz 模型的局限性。该方法为绝缘体红外光学性质的第一性原理预测提供了新的理论框架。
Ryusuke Hisatomi 等人在 Phys. Rev. B 114, 194428 中提出利用晶体晶格对称性实现结构化光与磁子之间的角动量转移,在布里渊光散射中,当聚焦光平行于外磁场传播并与铁磁体相互作用时,旋转 umklapp 过程可使磁子诱导的光学涡旋与高斯光束散射共存,为光磁子学研究开辟新方向。
Physical Review B 发表研究提出,在补偿型二维交错磁体(altermagnet)中,Néel 矢量取向可诱导无带隙、方向鲁棒的自旋过滤机制,无需常规自旋选择性带隙即可实现反铁磁自旋极化输运。
德国雷根斯堡大学、马尔堡大学和Forschungszentrum Jülich的研究者结合超快激光脉冲与光电子动量显微镜,实时追踪石墨烯中电子的Landau-Zener-Majorana跃迁,观测到隧穿概率在实验条件下可达100%。
Physical Review Letters 发表的研究提出,共享资源上的竞争可实现与非平衡相变相关的成分校对:低于临界通量时,竞争将系统钉定在最持久物种的边缘稳定性上,使群体集中于该物种;高于该阈值时钉定失效,选择性丧失。[Phys. Rev. Lett. 137, 188401]
Liang Chen 等人提出一种源于手性反常的手性判别 Casimir-Polder 相互作用,发生在手性分子与 Weyl 半金属之间,其强度仅由分子的电偶极矩决定,因此在光学旋光强度很弱时仍能实现手性判别。该工作发表于 Phys. Rev. Lett. 137, 186904。
Xiang Li 等人在 Phys. Rev. Lett. 137, 180801 发表论文,通过 time-bin 微波光子实现超导 qutrit 的确定性远程纠缠,其纠缠度超越两比特态的 negativity 界限。
推荐理由:论文报告超导 qutrit 通过微波光子实现远程纠缠并超越两比特负性界限,可了解多能级超导系统在量子互连上的进展。
中国散裂中子源缪子源实验站第三届缪子科技与应用研讨会在东莞开幕,来自ISIS、RIKEN、KEK、CMU、BRIN等国际机构及国内高校院所的专家围绕缪子物理前沿、装置建设与多学科应用展开交流。