光学拓扑取得重大进展
光学拓扑描述的是人工光子介质的能带如何携带一种全局属性，这种属性能够在形状或材料发生微小改变时依然存续。研究者用光子晶格、耦合环形谐振腔、波导阵列和光子晶体构建这类介质，再调节耦合强度、相位延迟与晶格几何，直到能带获得该属性。问题：如何让光在缺陷面前不再散射在光子器件设计中，拓扑正与频率、偏振和相位并列成为一个设计参数。它带来的后果不体现在材料的体内，而出现在边界上。具有非平庸能带的介质会在其边缘承载受保护的光态，这些态能够沿畴壁单向输运能量。此处无序对光的散射很弱，因为体能带隙禁止光向远离边界的方向传播，从而使反向通道无从存在。这正是长期困扰集成光学的核心难题：制造误差与结构无序会引发背向散射，破坏器件性能。不变量如何计数受保护态Su-Schrieffer-Heeger链提供了最清晰的示例。每个单胞包含两个位点，通过胞内与胞间耦合振幅相连，布洛赫哈密顿量把每个波矢映射到一个圆上。当胞间耦合占主导时，该圆包围原点，绕数等于1；否......阅读全文
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
拓扑电子态研究应用前景广阔
未来，变革性技术会出现在哪个方向？拓扑电子态及其材料研究，极有可能。拓扑电子态是什么？中国科学院院士、中国科学院物理研究所所长方忠这样解释：“它是一大类新的量子物态，其研究对当前物理学的发展产生了深远影响，不仅深刻改变人类对物态的认识，也为变革性技术的出现提供新的可能。”2023年度国家自然科学奖一
光子拓扑自旋态研究新成果拓展光的拓扑学研究范畴
拓扑缺陷在物理学上通常指场分布无法连续形变、物理量无法定义的特殊点，也称为奇点，在涡旋或拓扑结构中普遍存在。拓扑缺陷在宇宙学、流体动力学、空气动力学、声学以及生物学等领域也十分常见，并在某些应用中起着重要作用。 近年来，探索拓扑结构的电磁类比在光学和光子学中引起了极大兴趣。在集成光子学领域，微
陈刚教授团队拓扑保护边界态输运研究获进展
近日，山西大学激光光谱研究所陈刚教授带领的团队与武汉大学刘正猷教授等合作，在拓扑边界态输运方面取得了重要进展。通过堆垛具有交错在位能的双层六角晶格，引入二聚型层间耦合，在国际上首次实验证实了基于铰链态的三维鲁棒输运。相关成果题为“3D Hinge Transport in Acoustic H
光学拓扑取得重大进展
光学拓扑描述的是人工光子介质的能带如何携带一种全局属性，这种属性能够在形状或材料发生微小改变时依然存续。研究者用光子晶格、耦合环形谐振腔、波导阵列和光子晶体构建这类介质，再调节耦合强度、相位延迟与晶格几何，直到能带获得该属性。问题：如何让光在缺陷面前不再散射在光子器件设计中，拓扑正与频率、偏振和相位
多阶铁电拓扑态研究获重要进展
近日，松山湖材料实验室大湾区显微科学与技术研究中心研究员马秀良团队同合作者，在自组装、高密度铁酸铋纳米结构中观测到多阶极性径向涡旋，并成功通过尺寸调控和外部电场实现不同拓扑态的转换和拓扑电荷控制。该发现为下一代高密度、多态非易失性存储器件的设计提供了全新思路。3月21日，相关成果发表于《自然-通讯》
中国学者在百比特超导芯片上实现新型拓扑边缘态
拓扑边缘态作为量子世界最为迷人的“景观”之一，在量子信息中具有重要的应用价值。8月27日，浙江大学物理学院王浩华、杭州国际科创中心郭秋江超导量子计算团队联合清华大学邓东灵团队在《自然》发表最新研究论文，在百比特超导量子芯片上实现了一种新型的“热”拓扑边缘态：在非无序、存在热激发的有限温量子体系中
首次在磁性拓扑绝缘体中观测到清晰的拓扑表面态
近十几年来，拓扑绝缘体已经成为凝聚态物理领域的一个重要研究方向。对于Z2拓扑绝缘体，其拓扑性质受到时间反演对称性的保护。如果将Z2拓扑绝缘体的时间反演对称性破坏，会形成一类新的拓扑态，即磁性拓扑绝缘体。磁性拓扑绝缘体可以表现出一系列新奇的物理性质，例如量子反常霍尔效应、手性马约拉纳费米子、轴子绝
强磁场下拓扑超导材料电子态研究取得进展
强磁场中心张昌锦课题组利用稳态强磁场实验装置的五号水冷磁体，在30特斯拉磁场强度和0.36K极低温条件下进行了精密的数据测量，对近期发现的潜在的拓扑超导材料PdTe2的电子结构进行了研究，得到了完美的强磁场振荡信号。该工作从磁性和电性两个方面给出了该体系中占主导地位的单带电子结构，这一结果对后期
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
反手性光传输研究取得重要进展
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/5/500759.shtm近日，中山大学物理学院教授董建文团队成功在时间反演不变的光子晶体系统中观测到了拓扑保护的反手性表面态。相关研究论文发表于Nature Communications。刘俭伟为该论文第一作
南开团队在子空间对称性保护拓扑态的研究取得新突破
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/498785.shtm拓扑学本是一门研究物体几何特性的数学分支，在物理学中却可以利用拓扑的概念描述物质的能带特征，从而研究新颖拓扑物态和各种新生的拓扑材料。非平凡拓扑最典型的特征就是存在受特定对称性保护的拓
交错磁体的拓扑磁子研究获理论进展
近日，中山大学物理学院教授姚道新团队在交错磁体的拓扑磁子领域取得重要理论进展。研究首次建立蜂巢晶格上的四子晶格共线交错磁体模型，揭示了体系中非相对论性Weyl磁子与受Z2拓扑保护的节线磁子的实现机理，并进一步探究了对应的自旋输运特性与爱因斯坦-德哈斯效应。相关成果发表于《科学通报（英文版）》。
研究揭示拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制
7月6日，记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，该所纳米润滑课题组首次在实验上观察到固—固界面量子摩擦现象，系统构建了电子、声子耗散与摩擦的内在关系，揭示了拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制。相关研究论文发表于《自然-通讯》。 摩擦本质和作用机制是摩擦学的基本科学问题，数百年来，科学家对这一难
南开大学在拓扑光子学领域取得新进展
从数学到化学、生物学，再到凝聚态物理、光学，与拓扑相关的现象俯拾皆是。拓扑的概念拓展到光学，形成了拓扑光子学这一新兴研究领域，近几年不断开拓，蓬勃发展。 最近，高阶拓扑绝缘体(HOTI）由于其打破了传统的体边对应关系，在光学和光子学领域也引发了研究热潮，有望为开发新一代半导体激光等光学器件带来
《自然》拓扑保护下散射鲁棒的超高品质因子导模共振态
在微小尺度实现光束缚（light trapping），是构造光缓存、光逻辑和光量子计算的基础。光场束缚一般由禁止光泄露的边界环绕而成，即光学微腔。然而，冯▪诺伊曼和尤金▪维格纳指出，即使允许光场逃逸，仍可在特定条件下实现光束缚，即所谓连续区束缚态（bound state in the conti
武汉物数所等发现磁性原子对拓扑电子态的影响
拓扑材料因其新奇的表面态引起了人们广泛的关注。这种受时间反演对称性保护的相对论性拓扑电子态具有自旋手征性，因此在自旋电子学和量子计算方面有着巨大的应用前景。目前，许多实验和理论研究表明拓扑电子态在非磁散射下表面的时间反演对称性仍然保持。但磁散射下对称性是否发生破缺从而破坏拓扑材料表面态的性质仍存
中科院金属所发现拓扑狄拉克节线量子态
最近，中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室研究员陈星秋、博士生李荣汉等通过第一原理计算，在金属铍单质中发现拓扑狄拉克节线量子态。 金属单质铍具有十分罕见的性质，不但极轻高强，而且是优异的等离子体面向材料，但其特殊性质的机理依然成谜。另外，上述拓扑非平庸的表面态从上个世纪80年代起就先
科研人员揭示拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制
7月21日，记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，该所纳米润滑课题组在量子摩擦研究方面取得重要进展，研究团队首次在实验中观察到固体和固体界面量子摩擦现象，系统构建了电子、声子耗散与摩擦的内在关系，揭示了拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制。相关研究成果已发表于《自然·通讯》。摩擦本质和作用机制是摩擦学
拓扑绝缘体常温常压下表面态行为研究取得进展
不同于传统意义上的“金属”或“绝缘体”，拓扑绝缘体代表一种全新的量子物态：它的体态是有能隙的半导体/绝缘体，表面则表现为没有能隙的金属态。这种完全由材料体态电子结构的拓扑性质所决定的表面态，由于受到对称性的保护，基本不受杂质或无序的影响，因此非常稳定。拓扑绝缘体的研究对探索和发现新的量子现象，以
万物皆可拓扑？物理学家发现奇妙拓扑态的材料俯拾皆是
“脆弱拓扑”是一种新发现的量子现象，它可以让材料获得奇异且激动人心的性质。 材料中隐藏的数学越来越神奇了。物质的拓扑态（由于电子的“扭结”量子态所产生的奇异性质）从罕见的稀奇玩意变成了物理学最热门的领域之一。现在，理论物理学家意识到拓扑无处不在，并将其认定为固态物质形态中最重要的一环。扭开一个
研究成果：拓扑相光学调控攻关成功
北京量子信息科学研究院“超快光谱学”团队负责人、清华大学教授熊启华课题组和新加坡南洋理工大学合作，开展了“钙钛矿极化晶格中拓扑相的光学调控”攻关，相关成果近日发表在Science Advances上。 拓扑绝缘体是一类新奇的量子物态，展现出内部绝缘、表面或边界导电的特征，同时其表面或边界态具有
物理所等发现多拓扑态宽温区磁性斯格明子
磁性斯格明子（Magnetic Skyrmion）是一种具有手性自旋的纳米磁畴结构单元。由于它具有拓扑保护性、低驱动电流密度（比驱动传统畴壁低5～6个数量级），以及磁场、温度和电场等多物理作用调控的特性，磁性斯格明子被认为是未来高密度、高速度、低能耗信息存储器件的核心材料。然而，目前大部分磁性斯
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
物理所在大能隙二维拓扑绝缘体ZrTe5中观测到拓扑边界态
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。当前实验已经确定具有量
物理所可调拓扑能带系统实现分数量子霍尔态研究获进展
作为量子霍尔效应家族中的一个重要成员，分数量子霍尔效应在近十年来的实验和理论研究中都得到了十分广泛的关注。近年来，随着冷原子光晶格实验技术的飞速发展，如何在格点模型中实现分数量子霍尔态成为了一个重要研究课题。分数量子霍尔效应是一类由粒子间关联引起的、有分数填充数状态的多粒子凝聚效应，是一种有“拓
金属所在碱土金属单质中发现拓扑狄拉克节线量子态
金属单质铍具有十分罕见的性质，不但具有极轻高强的特点，而且是优异的等离子体面向材料（比如核聚变堆铍毯），是反应堆中最好的中子减速剂，是透X射线的能力最强的金属等。因此，铍在原子能、火箭、导弹、航空、宇宙航行以及冶金工业中有重要作用。同时，铍还具有特殊的电子结构，其电子输运性质接近于半金属，磁场条
再登顶刊！南京大学团队发表拓扑物理研究评述
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/503480.shtm近日，南京大学固体微结构物理国家重点实验室、现代工程与应用科学学院的陈延峰教授团队的卢明辉教授课题组与西班牙马德里先进材料研究所的Johan Christensen教授课题组合作共同回
过渡金属二硫化物中的狄拉克锥及拓扑表面态
东京大学M. S. Bahramy和圣安德鲁斯大学 P. D. C. King（共同通讯作者）等人通过DFT理论计算和自旋、角分辨光电效应，发现在过渡金属二硫化物（TMDs）中普遍存在Ⅰ型和Ⅱ型三维块体狄拉克费米子的共存以及拓扑表面态和表面谐振的转变。并已证实这存在于六种TMDs中，为进一步调整
拓扑狄拉克节线量子态诱发表面电声耦合反常增强现象
最近，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心材料设计与计算研究部的研究人员及合作者发现了金属铍表面的巨大电声耦合的反常增强是其块体材料中拓扑狄拉克节线量子态诱发的。因为该节线态会导致鼓膜类拓扑表面态，它们在表面费米能级附近局域，增高了态密度，尤其是通过与低频区表面声子的耦合诱发了巨大的电声