我国学者利用自旋轨道耦合效应揭示中红外光电导峰起源
固体所物质计算科学研究室张国仁博士与德国于利希研究中心(Forschungszentrum Ju·lich) Pavarini教授合作在4d关联金属Sr2RhO4的光电导、费米面及自旋-轨道耦合研究方面取得新进展。他们采用精确的局域密度近似+动力学平均场方法(LDA+DMFT) 确认了该体系中自旋-轨道耦合的库仑增强效应，阐明了中红外区光电导峰的起源。相关结果发表在Physical Review B上。 由于强的自旋-轨道耦合，4d、5d电子体系展现出与3d电子体系迥异的物理现象，如自旋-轨道诱导的金属-绝缘体转变、强磁各向异性导致的自旋液体行为、磁希格斯模激发及潜在的本征拓扑超导等。然而，由于实验现象的复杂性和理论计算技术的限制，人们对这类体系中一些非常基本的物理机制还不清楚，特别是自旋-轨道耦合与电子间的库仑相互作用之间是如何相互影响方面。 因为结构简单，Sr2RhO4是研究4d电子体系中基本相互作用的较好载体。尽管......阅读全文
我国超冷原子量子模拟研究获重大突破
最近，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈帅等与清华大学翟荟小组合作，在超冷铷原子玻色气体中人工合成自旋—轨道耦合的基础上，首次在实验上成功确定自旋—轨道耦合玻色气体在有限温度下的相图，标志着我国在超冷原子量子模拟这一重要实验领域占据了一席之地。该实验成果以封面标题的形式发表在4月初出版的《自然
横向光力矩概念被提出！研究建立新的光力矩理论
近日，中国科学院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室联合西班牙国家研究委员会和英国伦敦国王学院，在光子力学光力矩理论研究方面取得进展，预言了光梯度力矩和光旋度力矩的存在，并提出了横向光力矩的概念。相关研究成果于7月24日发表在《自然-通讯》上。光力矩（optical torque, OT）是光
石墨烯与硅烯中的量子反常霍尔效应研究获理论新突破
近日，中国科学技术大学教授乔振华研究组与校内外同行合作在预言石墨烯和硅烯中的量子反常霍尔效应方面取得新突破，研究成果发表在3月14日和21日的《物理评论快报》上。 通过与校内外同行合作，乔振华提出一种新的实验方案来实现量子反常霍尔效应：将石墨烯置于反铁磁绝缘体材料铁铋酸的铁磁面上，由于石墨
中国科大等在二维材料拓扑态研究领域取得系列进展
中国科学技术大学教授乔振华课题组与国内外同行合作，在二维体系拓扑量子态的理论研究方面取得系列进展。相关成果发表在《自然-纳米技术》、《物理评论快报》和《物理学进展报告》上。 量子反常霍尔效应（即零磁场条件下量子霍尔效应）自石墨烯和拓扑绝缘体发现以来受到了凝聚态物理和材料科学领域的广泛关注，并且
原子和光子有个约会
据报道，中国、美国、澳大利亚三国科研人员组成的联合研究团队，首次在实验中让原子伴着光子“跳舞”，并揭示了这种“舞蹈”的“音乐节奏”，目前该研究成果已发表于国际物理学权威期刊《物理评论快报》上。 原子（atom）指化学反应不可再分的基本微粒，原子在化学反应中不可分割。但在物理状态中可以分割。原子
我国学者发现陈数可调量子反常霍尔效应
记者18日从中国科学技术大学获悉，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心乔振华教授研究组，基于单层过渡金属氧化物发现了理论上陈数可调的量子反常霍尔效应。该成果日前发表在物理类国际学术期刊《物理评论快报》上，并被选为当期封面。 量子霍尔效应是一种在外加强磁场下由于朗道能级量子化导致的无耗散的量子输运
亚稳相MX2的材料制备和新奇物理化学性质研究获进展
层状过渡金属硫化物亚稳相MX2 (M = Mo, W; X = S, Se)具有丰富的晶体结构和电子结构，是材料学、电化学和凝聚态物理领域研究的热点材料。近年来，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员黄富强、助理研究员方裕强团队，在亚稳相MX2的材料制备和新奇物理化学性质研究中取得系列进展。 经典
亚稳相MX2的材料制备和新奇物理化学性质研究获进展
层状过渡金属硫化物亚稳相MX2 (M = Mo, W； X = S, Se)具有丰富的晶体结构和电子结构，是材料学、电化学和凝聚态物理领域研究的热点材料。近年来，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员黄富强、助理研究员方裕强团队，在亚稳相MX2的材料制备和新奇物理化学性质研究中取得系列进展。 经典朗
物理所发现单带Mott绝缘体氯化铌
在没有相互作用或者只存在弱相互作用的体系中，能带理论能够很好地描述材料的电子结构，并据此区分金属（部分填充）和绝缘体（全空或全满）。然而，这种理解并不完整，因为多体相互作用可能导致能带理论的失效，典型案例即为Mott绝缘体。在能带理论中，半填充的能带应表现为金属态。然而，由于强电子-电子相互作用，实
拓扑绝缘体量子输运性质研究取得进展
电子-电子相互作用、量子干涉和无序对输运性质的影响是凝聚态物理研究的重要主题。量子干涉的一阶效应包括被广泛研究的弱局域化和反弱局域化效应，分别对应于正交对称性和辛对称性的体系。2004年研究人员发现，对于前者，比如无序足够强的弱自旋轨道耦合半导体，电子-电子相互作用和量子干涉效应产生的二阶量子修
冷原子系统中的轨道物理研讨会在物理所召开
由中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）国际合作研究中心主办的冷原子系统中的轨道物理研讨会（Workshop on Orbital Physics in Cold Atom Systems）于1月5日至6日举办。本次研讨会的主要议题包括光学晶格中的轨道物理、冷原
全电学操控的非易失性多功能可编程自旋逻辑研究
基于自旋的数据存储和运算技术是解决大数据时代计算能力不足和存储空间不够的优选方案之一。而磁随机存储器和自旋逻辑器件分别是自旋电子学可以明确针对存储和逻辑运算两方面挑战难题而提出的对应关键技术。它们两者共同的物理和器件基础是：(1)高磁电阻比值的磁性隧道结材料和(2)电流驱动的磁矩翻转机理。后者还
《Nature》2月最受关注的十篇论文
英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2017年1月
磁性拓扑绝缘体中的量子化反常霍尔效应研究取得进展
图1：量子霍尔效应（左）与量子化反常霍尔效应（右）的比较示意图 最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室方忠、戴希研究组在无需外磁场的量子霍尔效应研究中取得重要进展。本工作发表在《科学》杂志上【R.Yu,et.al., Science, 3June2010
科学家发现陈数可调量子反常霍尔效应
量子霍尔效应是一种在外加强磁场下由于朗道能级量子化导致无耗散的量子输运特性。然而，外加强磁场这一需求极大限制了该效应的实际应用前景。近几十年来，探索无磁场的量子霍尔效应（即量子反常霍尔效应）吸引物理学家的关注，并在理论和实验上取得很大进展。目前，已经提出或实现的量子反常霍尔效应集中在陈数为1或者2的
中外学者“超快操控”硅基自旋量子比特
中国科学技术大学郭光灿院士团队郭国平教授、李海欧研究员近期与国内外学者合作，实现了硅基自旋量子比特的超快操控，其自旋翻转速率超过540兆赫，是目前国际上已报道的最高值。相关成果日前在线发表于《自然-通讯》。 硅基半导体自旋量子比特是量子计算研究的核心方向之一，其具有长量
中外学者“超快操控”硅基自旋量子比特
中国科学技术大学郭光灿院士团队郭国平教授、李海欧研究员近期与国内外学者合作，实现了硅基自旋量子比特的超快操控，其自旋翻转速率超过540兆赫，是目前国际上已报道的最高值。相关成果日前在线发表于《自然-通讯》。 硅基半导体自旋量子比特是量子计算研究的核心方向之一，其具有长量
研究提出新型电场驱动数据写入机制
近日，吉林大学赵宏健教授等人在电场可切换的纵向非互易电荷输运方面取得进展，提出了一种超越磁电效应框架的电场驱动数据写入机制，相关成果发表在Physical Review Letters。现代信息存储技术的核心在于数据写入与数据读出两个基本过程。在磁存储技术中，数据读出通过探测磁阻效应、霍尔电导率或非
美找到自旋轨道强相互作用的新材料
美国能源部阿尔贡先进光源（APS）实验室研究发现，一种含有重元素铱的氧化材料，受到铱5d层价态上的自旋轨道相互作用的控制，显示出非同寻常的性质。该研究成果发表在近期《物理评论快报》上。 该研究由阿尔贡APS国家实验室、肯塔基大学、橡树岭国家实验室以及北伊利诺伊州立大学联合开
国家纳米中心等在分子自旋光伏器件研究中取得重要进展
近日，中国科学院国家纳米科学中心研究员孙向南和西班牙巴斯克纳米科学中心教授Hueso等合作，在分子自旋电子学研究方面取得重要进展，提出并报道了全新的分子自旋光伏器件。相关研究成果于8月18日在《科学》（Science）杂志在线发表，并已申请国家发明ZL（申请号:201611011759.5）。
物理所国际首次实现朗德g因子原子尺度上的空间分辨
理解与调控纳米量子结构的自旋特性是自旋电子学领域前沿研究课题。例如，原子的朗德g因子，它反映了原子所在空间环境的局域精细自旋相互作用，可以为分子自旋态的调控及其在未来自旋器件中的应用提供重要信息。对于分子体系，通常的技术手段测得的g因子是大量分子的平均信息，无法得到单分子内部的在单原子尺度上g因
王兴安、孙志刚、杨学明在化学动力学、精密测量方向新突破
图1：（左）F+HD反应散射产物D原子速度影像图；（右）反应机理示意图 在国家自然科学基金项目（批准号：21688102，21590800，21733006， 21825303，21327901）等资助下，中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员、杨学明院士课
研究发现化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象
中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员和杨学明院士课题组合作，发现了基元化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象，揭示了电子自旋-轨道相互作用对化学反应动力学过程的影响。这一研究成果于2021年2月26日发表在《科学》（Science）杂志上。 自1925年乌伦贝
科学家赋予石墨烯“磁性金”的特性
由俄圣彼得堡国立大学和托木斯克国立大学科学家参加的国际研究团队对石墨烯进行了改性处理，赋予了其钴和金的特性——磁性和自旋轨道耦合，此项研究将有助于改善量子计算机。相关研究成果已发表在《纳米快报》（Nano Letters）杂志上。 石墨烯是目前存在的所有材料中最轻、最坚固的材料，具有高导电性
科学家赋予石墨烯“磁性金”的特性
由俄圣彼得堡国立大学和托木斯克国立大学科学家参加的国际研究团队对石墨烯进行了改性处理，赋予了其钴和金的特性——磁性和自旋轨道耦合，此项研究将有助于改善量子计算机。相关研究成果已发表在《纳米快报》（Nano Letters）杂志上。 石墨烯是目前存在的所有材料中最轻、最坚固的材料，具有高导电性
半导体所等在拓扑绝缘体研究中获进展
拓扑绝缘体是目前凝聚态物理的前沿热点问题之一。它具有独特的电子结构，它在体内能带存在能隙，表现出绝缘体的行为；表面或边界的能带是线性的无能隙的Dirac锥能谱，因而是金属态。这种量子物态展现出丰富而新奇的物性，如量子自旋霍尔效应、磁电耦合、量子反常霍尔效应等。由于这种新奇的物性源
中国科大等预言存在一种新奇配对超流相
中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在超冷费米气体中的拓扑相变方面研究取得重要进展：该实验室邹旭波教授与易为教授分别同他们的合作者在理论上预言并刻画了一种同时具有非零配对质心动量及非平庸拓扑性质的新奇配对超流相。两项研究成果分别在线发表于10月28日刊出的同一期《自然·通讯》
研究揭示光致微粒旋转新的物理机制
近日，中国科学技术大学副教授龚雷课题组与新加坡国立大学教授仇成伟开展合作，揭示了光致微粒自旋一种新的物理机制，发现入射光束即使不携带自旋角动量，经过强聚焦后也能产生可控自旋力矩。该机制利用光学霍尔效应，通过调控聚焦场自旋-轨道相互作用，实现了聚焦场自旋角动量的局域传递，进而驱动被捕获微粒产生连续自旋
全球首个二维半金属材料获验证
两个原子厚的铁和钯层（左图，黄色/红色）：自旋分辨动量显微镜实验表明，只有具有特定自旋方向（红色/蓝色表示）的电子才能在所谓的费米面上找到，因此它们对电荷传输有积极贡献。图片来源：于利希研究中心德国于利希研究中心的研究人员研制出全球首个二维半金属材料并获实验证实，这是一种仅允许单一自旋方向（“自旋向
光致微粒旋转新的物理机制揭示
记者25日从中国科学技术大学获悉，该校光学与光学工程系龚雷副教授课题组与同行合作，揭示了光致微粒自旋一种新的物理机制，发现入射光束即使不携带自旋角动量，经过强聚焦后也能产生可控自旋力矩。该机制利用光学霍尔效应，通过调控聚焦场自旋-轨道相互作用，实现了聚焦场自旋角动量的局域传递，进而驱动被捕获微粒产生