新研究展示自旋轨道耦合的拉比振荡行为
近日，暨南大学研究员陈振强团队揭示了自旋-轨道光学拉比振荡现象，首次在理论和实验上同时展示了自旋-轨道耦合的拉比振荡行为。相关研究论文发表于Light：Science & Applications。 陈振强带领的光场调控科研团队研究无发散结构光场与人工晶体相互作用，在高阶光学体系下构建赝自旋-1/2模型，分别在强、弱耦合条件下实现自旋-轨道拉比振荡。此外，通过外场调控等效磁场，实现拓扑荷可调的角动量光场。研究结果有望在经典和量子光学中找到应用。 拉比振荡是二能级量子波包在外磁场驱动下发生周期性振荡的现象，是物理学中重要的基本物理效应之一，已在诸多领域得到应用，如核磁共振成像。目前，拉比振荡已逐渐扩展到其它物理体系，包括原子分子物理、声学、凝聚态物理、光学等。 在现有研究工作中，拉比振荡只涉及两种独立的振荡形式：自旋态振荡和轨道态振荡。如何在高阶物理体系实现自旋-轨道耦合的拉比振荡？针对这一基本问题，研究人员通过......阅读全文
我国学者提出磁性外尔半金属中“自旋轨道极化子”概念
磁性量子材料的缺陷工程及其局域量子态自旋的调控，有望用于构筑未来实用化的自旋量子器件，是目前凝聚态物理研究的热点领域之一。近年来，基于过渡金属的笼目晶格（kagome lattice）化合物成为揭示和探索包括几何阻挫、关联效应和磁性以及量子电子态的拓扑行为等丰富物理学性质的新颖材料平台。在这些近
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
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
超冷原子体系助力构造理想外尔半金属
中国科学技术大学（以下简称中国科大）潘建伟院士、陈帅教授等与北京大学刘雄军教授等合作，在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得重要进展。他们在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。该研究成果近日发表于《科学》。 外尔半金属是一类重要的拓
半导体所合作在铁磁体系观测到双通道近藤效应
寻找物质新基态是凝聚态物理的重要前沿课题，也是科学家同行们激烈竞争的大舞台。金、铜、银等传统金属中电子基态称为费米液体。近年来，随着科学技术的突破式发展，诸如拓扑超导态、拓扑绝缘态、维尔半金属态等一系列新物质态不断被观测到。近藤效应是金属自由电子屏蔽局域磁性杂质时发生的强关联现象。当两个自旋简并
潘建伟院士等合作在超冷原子体系实现理想外尔半金属态
中国科学技术大学潘建伟院士、陈帅教授等与北京大学刘雄军教授等合作，在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得重要进展。他们在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。该研究成果4月16日以研究长文形式发表于《科学》。 外尔半金属是一类重要的
基于简并腔中涡旋光子的拓扑量子模拟实现
中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、许金时、韩永建等人将携带不同轨道角动量的光子（又称为涡旋光子）束缚在简并光学谐振腔内，通过引入光子的自旋轨道耦合人工合成了一维的拓扑晶格，为拓扑量子模拟开创了一种新的方法。研究成果4月19日发表于《自然-通讯》。实验装置与理论模型示意图：a. 简并光学谐振腔b.
化学所等在自旋轨道态选择的电荷转移反应研究获进展
碰撞电荷转移反应广泛存在于星际介质、行星大气、等离子体等复杂气相环境中，从分子层面探讨电荷转移反应的机理对剖析这些复杂气相环境的物质演化和能量传递过程有重要科学意义。Ar+ + N2 → Ar + N2+是探究电荷转移反应动力学的经典模型体系，在过去的半个世纪里得到了广泛的实验和理论研究。然而，
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
物理所预言一种新类型的拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应
日前，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）孙庆丰和谢心澄研究员在铁磁石墨烯体系中预言了一种新类型的拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应【PRL，104,066805(2010)】。 近几年来，一种全新的量子物质态――拓扑绝缘体已蓬勃兴起。与传统的绝缘体比较，拓扑绝缘体有
物理所合作发现二维电子液体的自旋流电流转换效应
自旋电子学可能导致面向未来的新一代信息技术。自旋流的产生、调控以及自旋流-电流的转换是自旋电子学研究的核心问题。具有Rashba 形式自旋-轨道耦合的二维电子体系为自旋流的高效调控提供了新机遇。对于二维电子体系，V. M. Edelstein 预言存在一种新物理效应，即Edelstein效应：与
科学家首次在实验中让原子伴着光子“跳舞”
3月29日 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”。相关研究成果已发表于国际物理学权威期刊《物理评论快报》。 这个由中科院武汉物理与数学研究所研究员江开军领衔的研究团队，利用涡旋光和原子相互作用，将超冷原子缓慢
中国科大在超冷原子拓扑量子体系研究领域取得新进展
中国科学技术大学教授潘建伟及同事陈帅、邓友金等与北京大学刘雄军、维也纳工业大学、卡尔加里大学的合作者们，在超冷原子拓扑量子体系的实验研究方面取得新进展。他们用量子淬火动力学方法在人工合成的二维自旋轨道耦合超冷原子体系中得到了直接判断体系拓扑的动力学判据，并据此精确测定了体系的拓扑相图。相关研究成
新技术可让金属铂“化身”半导体
日本研究人员最新研究发现，金属铂制成只有2纳米厚的超薄膜时，可以拥有类似硅等半导体的特性。研究人员认为，这一发现挑战了对于半导体材料的传统认知，有助于推动相关领域发展。 传统意义上，金属和半导体被严格区分，金属一般导电性能好，而半导体介于绝缘体和导体之间，导电性可受控制。用硅等常见半导体材料制
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－Physics亮点文章：发现具有负磁性的拓扑平带！
平带的重要性 在强关联体系中研究对称性破缺序与电子拓扑的相互作用，正逐渐衍生为基础科学的新前沿。对这些问题的深入系统研究，不仅可以帮助人们发展更先进的对基本物质态的认知，更会对新兴量子材料的实际应用带来不可或缺的知识储备。具有自旋轨道耦合的平坦能带一直是人们梦寐以求的电子态，因为它既具有强关联
过渡金属硫化物中伊辛超导电性研究获系列新进展
二维层状过渡金属硫化物MX2（M代表Mo，Nb，W；X代表S，Se，Te）中的强自旋－轨道耦合作用与结构的多样性赋予这类材料许多新奇的物理性质，如在少数层1Td相的WTe2中观测到量子自旋霍尔效应，在少数层2H相的MoS2与NbSe2中观测到伊辛超导电性等。这些发现使得MX2材料成为当前凝聚态物
物理所基于DNA分子的自旋过滤器研究取得进展
众所周知，DNA是遗传物质。不同的生物体根据其特定的DNA序列合成特定的蛋白质，而表现出不同的遗传性状，于是造就了世界的多样性。由于其双螺旋结构和自组装性质，DNA的特性已引起了各国科学家的广泛关注，并成为多学科交叉领域的热点研究问题。 2011年，以色列Naaman小组和德国
物理所激光诱导反铁磁超快自旋动力学研究取得进展
与常规铁磁材料相比，反铁磁材料宏观磁矩为零，难以通过磁性测量研究其静态磁性。由于反铁磁具有强的交换耦合和高共振频率，可在GHz乃至THz方面得到广泛的应用。随着自旋电子器件工作频率越来越高，反铁磁材料的超快自旋动力学越来越成为当前自旋电子学研究的热点。 脉冲激光诱导的超快自旋动力学可为研究反铁
自旋塞贝克效应与反常能斯特效应研究获进展
热自旋电子学亦称自旋卡诺电子学，作为自旋电子学的一个重要分支，因在微电子器件废热再利用等方面的应用前景而迅速兴起。其中，自旋塞贝克效应(SSE)、自旋依赖的塞贝克效应(SDSE)、反常能斯特效应(ANE)等与自旋相关热电效应，因其背后扑朔迷离的物理机制，而备受关注。Uchida等人【Nature
宁波材料所等在磁控电子结构领域取得进展
施加外磁场可以调控磁性材料的电极化、光偏振、温度、几何形状等宏观物性，即实现磁电、磁光、磁热、磁弹等效应。这些效应是构成磁性功能器件如磁探测仪、磁光克尔仪、磁制冷机等的物理基础。考虑到材料的宏观物性与微观电子结构存在密切关系，最直观的想法是通过磁场直接调控电子能带结构，从而改变材料的电学及光学等
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
半导体所常凯研究员来固体所进行学术交流
10月23日，中科院半导体研究所常凯研究员应邀访问合肥物质科学研究院固体所，并作了题为“自旋轨道耦合系统的奇妙物性”的学术报告。 报告首先介绍了拓扑边缘态的起源，纳米尺度结构中的边缘态和性质，他重点介绍了在量子点中体系会出现类似回音壁形式的边缘态,以及电子在石墨烯材料制成的P
外尔物理量子模拟取得重要进展
中国科学技术大学潘建伟、陈帅等与北京大学刘雄军等合作，在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得了重要进展。研究团队在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。该研究成果于4月16日以研究长文的形式发表在国际学术期刊《科学》杂志上。 外尔半金
铁磁金属/拓扑绝缘体异质结中自旋流电荷流转换效率
自旋流的产生、操作和探测是自旋电子学研究的最基本问题，其中一个关键目标是在室温以上实现电荷流-自旋流的高效转换。电荷流-自旋流转换效率与材料中的自旋-轨道耦合密切相关，通过逆自旋霍尔效应（Inverse Spin Hall effect）和逆埃德尔施泰因效应（Inverse Edelstein
哈工大教师在国际著名期刊《光：科学与应用》发表论文
近日，哈尔滨工业大学在纳米光子学方面研究取得新进展，理学院物理系青年教师刘建龙博士以第一作者身份在国际期刊《光：科学与应用》（Light：Science & Applications）上发表题为《交错光学石墨烯中赝自旋引发的手性》的研究论文。 刘建龙提出可以利用交错型的光学石墨烯结构，通过亚波
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（N
二维锡烯拓扑材料研究取得进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（Nat
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
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