“拓扑量子输运理论与器件前沿探索”项目指南

为贯彻落实党中央、国务院关于加强基础研究和提升原始创新能力的重要战略部署,国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)数学物理科学部拟资助“拓扑量子输运理论与器件前沿探索”原创探索计划项目(以下简称原创项目)。 拓扑物态是凝聚态物理的前沿领域之一,对于发现新的宏观量子效应和发展低能耗量子器件等具有巨大的科学研究价值。输运不仅是研究凝聚态物质的主要手段,也对接器件应用出口,特别是拓扑物态具有奇异的输运性质,包括无耗散的边缘态、分数化电荷,以及近期发现的非线性拓扑响应等,使得拓扑物态的输运理论和器件应用成为探索拓扑物态的前沿方向,是国际凝聚态物理研究的前沿领域,对于发展下一代量子器件和信息技术等重大基础科学问题具有重要意义。本项目旨在通过精准材料设计与制备、极端条件下的表征技术、原型器件和原创理论的深度融合,创建、完善和发展拓扑物态在无耗散、非线性、分数化输运性质等的基础理论与器件应用,突破现有输运理论、器件制备与探测能力......阅读全文

清华大学王亚愚/张金松等Nature-Commun.

  以拓扑绝缘体为代表的拓扑量子材料是近年来凝聚态物理的重要研究领域。由于非平庸的拓扑能带结构,拓扑绝缘体与真空的边界上会出现无能隙的金属性拓扑表面态。在二维非磁性拓扑绝缘体中,由于时间反演对称性的保护,这种拓扑表面态由一对自旋相反、运动方向相反的一维螺旋式边缘态 (helical edge sta

“量子反常霍尔效应”研究取得重大突破

  由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队,经过数年不懈探索和艰苦攻关,最近成功实现了“量子反常霍尔效应”。这是国际上该领域的一项重要科学突破,该物理效应从理论研究到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立完成。  量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最

高校合作在分数量子反常霍尔效应研究方面获进展

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/9/509571.shtm中国科学家在量子霍尔效应相关的研究上取得重要进展。凝聚态物理领域的量子霍尔效应的相关研究曾经三获诺奖,一次是二维电子系统中量子霍尔效应的发现,另一次是分数量子霍尔效应的发现,这两次发现

基金委发布“二维磁性及拓扑自旋物态”专项项目指南

  二维磁性及拓扑自旋物态是磁学和自旋电子学研究的前沿领域,对其深入研究不仅可以极大丰富磁学和自旋电子学物理原理,也为研制新原理自旋信息器件提供理想的研究平台。国际上二维磁性材料研究自2016年开始得到迅速发展,实现了居里温度的电学调控,测量到了极大的隧穿磁电阻效应,实现了激光调控磁性,发现了拓扑自

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

高鸿钧团队利用STM实现石墨烯纳米结构原子级的可控折叠

  探索新型低维碳纳米材料及其新奇物性一直是当今科技领域的前沿科学问题之一。二维的石墨烯晶格结构被认为是其他众多的碳纳米结构的母体材料。例如,将石墨烯结构沿着某一方向卷曲可以形成一维的碳纳米管,将具有五元环和七元环石墨烯结构弯曲成球型结构即可形成富勒烯。石墨烯在未来纳米学器件的应用,需要构筑具有三维

高迁移率氮掺杂石墨烯量子输运研究取得重要进展!

  石墨烯材料因其特殊的能带结构、超高的迁移率和新奇的输运特性,成为探索新物性、研制新型量子电子器件的理想体系。其中,对于石墨烯掺杂体系输运特性的研究有助于理解掺杂石墨烯中的载流子输运特性和散射机制,在石墨烯材料和电子器件性能优化方面具有重要指导意义。  近日,北京大学信息科学技术学院、固态量子器件

首次发现新奇拓扑量子态

   最新发现与创新   从中国科学院合肥物质科学研究院获悉,该院稳态强磁场中心的郝宁宁研究员课题组,在拓扑新物态研究中取得最新进展,他们发现硫化铁化合物中存在一种交错二聚型反铁磁序,并且这种反铁磁序会调制体系进入一种新的拓扑物态:拓扑晶体反铁磁相。相关研究成果日前相继发表在欧洲物理学会《新物理学杂

压电效应和拓扑量子相变

   近期,美国宾夕法尼亚州立大学刘朝星教授课题组从理论上提出压电响应的突变可以表征一系列二维拓扑相变,从而第1次揭示了压电系数和拓扑相变间的关系。相关成果以“Piezoelectricity and Topological Quantum Phase Transitions in Two-Dime

中国科大等首次实现广义索利斯泵的实验观测

  近日,由中国科学院院士杜江峰领导的中国科学技术大学微观磁共振院重点实验室与新加坡国立大学教授龚江滨理论研究组合作,利用金刚石中的单自旋量子模拟器,首次实现了广义索利斯泵的实验观测。相关研究成果发表在《物理评论快报》上。   相传两千多年前,阿基米德设计了一种机械装置,用于把水从低处抽往高处。

中国科大等首次实现广义索利斯泵的实验观测

  近日,由中国科学院院士、中国科学技术大学教授杜江峰领导的中科院微观磁共振重点实验室与新加坡国立大学教授龚江滨理论研究组合作,利用金刚石中的单自旋量子模拟器,首次实现了广义索利斯泵的实验观测。相关研究成果发表在《物理评论快报》上。  相传两千多年前,阿基米德设计了一种机械装置,用于把水从低处抽往高

国家脉冲强磁场科学中心获多项研究进展

近期,设在华中科技大学的国家脉冲强磁场科学中心在拓扑狄拉克半金属领域取得多项研究进展,成果在《自然•通讯》(Nature Communications)、《物理评论X》(Physical Review X)等国际顶级刊物上相继发表。 拓扑狄拉克半金属是一种全新的拓扑量子材料,其体

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

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

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

强磁场下的三维狄拉克半金属材料研究获进展

  中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员田明亮课题组在稳态强磁场实验装置水冷磁体和极低温测试系统的支持下,在三维狄拉克半金属研究中取得新进展,相关研究结果在线发表在美国物理学会Physical Review B 上。  三维拓扑狄拉克半金属是目前凝聚态领域和材料科学领域研究的热点,它被人

中国科大提出在单个简并腔系统中模拟拓扑物理的新方案

  中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室在量子模拟方面取得新进展。该实验室周正威、周祥发等提出了一种只需要单个简并腔就可以模拟重要拓扑物理机制的新方案,从而大大简化了在光学谐振腔系统中仿真拓扑现象的物理需求。相关研究成果2月22日发表在《物理评论快报》上[Phys

强磁场磁力显微镜—调控拓扑绝缘体磁畴壁手性边界态

拓扑绝缘体,顾名思义是绝缘的,有趣的是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态,这是拓扑绝缘体的独特性质。近期,理论预测存在的拓扑绝缘体在实验上被证实存在于二维与三维材料中,引起了科研界的大量关注。通常二维电子气体系中存在着量子霍尔效应,实验中观测到了手性边界态存在于材料的边界。在三维体材料的拓扑绝缘体

南京大学团队二维材料弹道雪崩现象最新成果

  半导体PN结是集成电路的“技术心脏”,在其应用中反向击穿是一类基本的物理过程。基于雪崩反向击穿机制的光电探测器是实现单光子探测的重要手段,目前已成为通信网络,光谱技术以及量子通讯等应用中的核心部件。但是传统的雪崩击穿过程需要强电场激发,随机散射严重;造成器件在小偏压,低噪声、可集成以及鲁棒性等方

张万里、熊杰研究团队在《Science》正刊发表原创成果

  11月14日,国际著名期刊《Science》以“first release”形式刊发《超导-绝缘相变中的玻色金属态》(Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition),电子科技大学电子薄

物理所预言新型二维大能隙拓扑绝缘体

  众所周知,二维拓扑绝缘体的体内是绝缘的,而其边界是无能隙的金属导电态。且这种金属态中存在自旋-动量的锁定关系,相反自旋的电子向相反的方向运动,由于受到时间反演不变性的保护,它们之间的散射是禁止的,因此是自旋输运的理想“双向车道”高速公路,可用于新型低能耗高性能自旋电子器件。当前实验证实的二维拓扑

奇异量子“爱丽丝环”首次造出,为探索宇宙学理论提供新机会

  芬兰科学家通过操纵数十万个极冷原子,首次制造出了名为“爱丽丝环”的奇特量子物体。这是一个环状拓扑缺陷物体,它可改变穿过或透视它的量子物体的性质。这一突破为探索宇宙学或高能物理学领域的一些理论提供了新机会。相关论文发表于29日出版的《自然·通讯》杂志。  从理论上讲,包括极冷原子的集合,甚至整个宇

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

上海启动“科技创新行动计划”基础研究项目申报

上海发布2023年度“科技创新行动计划”基础研究项目申报指南沪科指南〔2023〕24 号各有关单位:为深入实施创新驱动发展战略,加快建设具有全球影响力的科技创新中心,根据《上海市建设具有全球影响力的科技创新中心“十四五”规划》,上海市科学技术委员会特发布2023年度“科技创新行动计划”基础研究项目申

《自然》刊发!南航以通讯作者单位发布最新成果

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/505141.shtm2023年7月19日,国际著名学术期刊《Nature》发表了南京航空航天大学国际前沿科学研究院、航空学院郭万林院士团队殷俊教授与英国曼彻斯特大学诺贝尔奖获得者A. Geim团队A. M

新理论可提取光伏器件电荷动力学量子效率和缺陷态信息

  太阳能电池是实现光能到电能转换的光伏器件。在光电转换过程中,光伏器件内部经历了光生电荷的产生、分离、转移、输运、复合、抽取等多个体相和界面动力学过程。 这些电荷动力学过程本质上主导着器件本身的性能。如何精确测量些微观动力学参数?如何准确理解这些动力学过程的物理机制? 是光电、电光领域的重要研究课

合肥研究院等揭示外尔半金属TaAs的不饱和量子磁性

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心副研究员张警蕾、北京大学研究员贾爽、南方科技大学教授卢海舟等人组成的研究团队利用稳态强磁场装置揭示了外尔半金属TaAs的不饱和量子磁性。相关成果以Non-saturating quantum magnetization in Weyl semime

马丁•伍德爵士中国奖:牛津仪器放飞中国科研梦

【导语】作为一家世界领先的高科技系统设备供应商,牛津仪器将创新视为公司发展的生命线与业务的核心,自1959年以来科技创新一直是牛津仪器公司发展和成功的关键;作为一个奖项的设立者,牛

在运用拓扑量子化学理论解释催化活性起源方面获进展

自从1925年H.S Taylor提出催化活性中心的概念以来,人们试图通过各种方法与理论理解催化活性的起源,以期能够快速而准确地预测活性中心的位置,并达到设计高活性催化材料的目的。这其中,基于中间物吸附/脱附以及d带中心等理论的密度泛函理论计算取得了巨大的成功。但是这种方法算量巨大,对算力和人力都提

潘建伟等在超冷原子量子模拟研究方面获突破

  记者今天获悉,中国科学技术大学和北京大学相关研究人员组成的联合团队在超冷原子量子模拟领域取得了重大突破。这一成果意味着,我国在超冷原子量子模拟相关研究方向上已走在国际最前列。相关研究成果发表在最新一期的《科学》杂志上。  该团队在国际上首次理论提出并实验实现超冷原子二维自旋轨道耦合的人工合成,测