检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2023年第20期43卷 298-305页

作者：赵学谦刘志楠刘辉南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093 南京大学物理学院人工微结构科学与技术协同创新中心江苏南京210093

具有莫尔角的光学莫尔晶格使能带平坦化,为激光超短脉冲的脉宽调控提供了新的思路。通过组合两种不同周期的光子晶格,构建3种人工合成莫尔角逐渐增大的光学莫尔晶格,实现了莫尔晶格能带的平坦化。通过理论分析莫尔晶格的能带色散,发现... 详细信息

具有莫尔角的光学莫尔晶格使能带平坦化,为激光超短脉冲的脉宽调控提供了新的思路。通过组合两种不同周期的光子晶格,构建3种人工合成莫尔角逐渐增大的光学莫尔晶格,实现了莫尔晶格能带的平坦化。通过理论分析莫尔晶格的能带色散,发现人工合成莫尔角较大的莫尔晶格具有丰富的群速度色散,这导致了脉宽的剧烈变化。实验上,使用自相关仪测量了超短脉冲经莫尔晶格后的脉宽。在理论和实验上证明了莫尔晶格对超短脉冲脉宽的精准调控。提出的莫尔晶格对激光脉冲压缩器件的研究具有重要意义。

关键词：光学莫尔晶格超短脉冲群速度色散自相关仪脉宽调控

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基于螺旋形超材料的宽带心肺音听诊器件

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科学通报 2023年第26期68卷 3472-3481页

作者：陈政吉刘京京梁彬杨京程建春南京大学物理学院近代声学教育部重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

圆柱管听诊器具有结构简单、价格低廉、适用范围广等优势,但其尺寸通常较大,且工作频带难以覆盖心肺音频率范围.本文基于螺旋形超材料提出了一种圆柱形的心肺音听诊器件的设计理论,其尺寸可满足便携性要求(长度约1/5波长),且工作频带能... 详细信息

圆柱管听诊器具有结构简单、价格低廉、适用范围广等优势,但其尺寸通常较大,且工作频带难以覆盖心肺音频率范围.本文基于螺旋形超材料提出了一种圆柱形的心肺音听诊器件的设计理论,其尺寸可满足便携性要求(长度约1/5波长),且工作频带能有效覆盖典型心肺音频率范围(20∼1000 Hz).所设计器件的基本工作原理是利用内置的螺旋形超材料增加声波的传播路径长度,使不同频率下的等效声折射率均得到显著提升,从而在有效缩减结构尺寸的同时保持极宽的工作频带.基于等效媒质理论,对该结构中的声传播过程进行了理论分析,研究了其等效声学参数及灵敏度增益在不同频率下的变化特性,并通过有限元方法进行了验证.理论和仿真结果能够很好吻合,证明所设计的心肺音听诊器在20∼1000 Hz的宽频带内产生了平均10 dB的灵敏度提升.基于此,进一步分析了热黏滞损耗和结构参数变化对该器件的灵敏度和工作带宽的影响规律.最后,制备了心肺音听诊器样品并对其声学性能进行了实验测量,结果表明心肺音听诊器相比于圆柱管听诊器在20~1000 Hz全频带具有更高的灵敏度,在330~820 Hz频段的平均增益能够达到10 dB.本研究所设计的心肺音听诊器件具有灵敏度高、工作带宽大、设计简单、结构强度高、材质选择自由、鲁棒性等特性,为心肺音听诊器件的设计提供了新的思路,在医学临床诊断和声学传感等领域具有广泛的应用前景.

关键词：螺旋形超材料宽带传感心肺音听诊高灵敏度

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Kekulé调制声子晶体中的赝表面狄拉克涡旋拓扑态

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科学通报 2023年第26期68卷 3455-3463页

作者：刘翊贤张志旺程营刘晓峻南京大学物理学院近代声学教育部重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

近年来,拓扑学的概念被引入到声学系统,声学超材料以及声子晶体中的拓扑效应被广泛研究.其中,声学拓扑边界传输模式具有低损耗、背向散射抑制的特性和良好的鲁棒性,在声信号探测、噪声控制等方面拥有较大的应用潜力.近期,高度局域在狄... 详细信息

近年来,拓扑学的概念被引入到声学系统,声学超材料以及声子晶体中的拓扑效应被广泛研究.其中,声学拓扑边界传输模式具有低损耗、背向散射抑制的特性和良好的鲁棒性,在声信号探测、噪声控制等方面拥有较大的应用潜力.近期,高度局域在狄拉克涡旋处的零维拓扑束缚态在多种物理系统中被发现,成为相关领域的研究热点.但是现有研究中的声学结构大多受限于二维空间,自由空间中亚波长尺度的狄拉克涡旋拓扑态亟待探索.本文基于声赝表面波实现了自由空间中的类马约拉纳束缚态,即通过在硬质基板上排布蜂窝晶格阵列的空气圆柱孔,并在系统中施加一个与格点位置相关的Kekulé调制,产生了局域在结构表面和涡旋中心的声学拓扑束缚态;证明了这种拓扑束缚态的频率固定在狄拉克频率处,且不受Kekulé调制幅度的影响.此外,进一步分别引入粒子空穴对称性保护和破缺的缺陷,验证了这种特殊的拓扑束缚态在粒子空穴对称性保护时对缺陷具有较好的鲁棒性.本研究在基于声能局域和捕获的新型声学功能器件的设计方面具有潜在的应用前景.

关键词：声学超材料声子晶体 Kekulé调制零维拓扑束缚态

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La3Ni2O7中近邻库仑相互作用诱导的电荷序研究

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物理学报 2025年

作者：杜政忠李婕卢毅南京大学物理学院与固体微结构国家重点实验室南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心

Ruddlesden-Popper型双层镍酸盐材料La3Ni2O7在高压（>14 GPa）下表现出约80 K的超导转变温度（Tc），引起了广泛关注[1]。该材料独特的双层结构赋予其不同于铜基超导体的电子结构特性，其超导机理具有重要的研究价值。实验发现该体... 详细信息

Ruddlesden-Popper型双层镍酸盐材料La3Ni2O7在高压（>14 GPa）下表现出约80 K的超导转变温度（Tc），引起了广泛关注[1]。该材料独特的双层结构赋予其不同于铜基超导体的电子结构特性，其超导机理具有重要的研究价值。实验发现该体系中存在电荷密度波与自旋密度波序，可能与超导态存在竞争关系，深入探究其形成机制对于理解该体系的超导本质具有重要意义。本工作结合密度泛函理论与动力学平均场理论（DFT+DMFT），在包含两个子格点Ni-eg轨道的低能有效模型基础上，引入Hartree平均场处理近邻格点间库仑相互作用，系统研究了非局域库仑相互作用对电荷有序行为与电子关联效应的影响。计算结果表明，当V≤Vc1≈0.46 eV时，体系保持子格点对称性，谱函数无显著变化；当V> Vc1时，子格点对称性破缺，体系进入电荷有序相，且谱函数发生明显的重构。进一步增大V至Vc2≈0.63 eV后，体系进入完全极化态，其中一个子格点近乎空，占据主要集中于另一子格点，后者接近3/4填充。本研究揭示了近邻库仑相互作用在驱动电荷不均匀分布及调控电子关联中的关键作用，为全面理解La3Ni2O7中的低能有序态提供了新的视角。

关键词：镍基超导电荷序动力学平均场

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界面SiOx层对BiFeO3/Si异质结电学性能的影响

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硅酸盐学报 2025年

作者：肖泽宇雷林刘琳胡雪莉黄凤珍吕笑梅南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心

构建铁电/半导体异质结构是现代多功能电子器件的重要发展方向。利用溶胶-凝胶方法在不同温度预处理后的n-Si衬底上制备了BiFeO3薄膜。结果表明，衬底预处理使得样品电滞回线细化变形，同时光电流变弱。结合介电–温度谱以及截面高分辨... 详细信息

构建铁电/半导体异质结构是现代多功能电子器件的重要发展方向。利用溶胶-凝胶方法在不同温度预处理后的n-Si衬底上制备了BiFeO3薄膜。结果表明，衬底预处理使得样品电滞回线细化变形，同时光电流变弱。结合介电–温度谱以及截面高分辨透射电子显微镜等分析表明，衬底预处理后，n-Si表面的SiOx层厚度增加，削弱了BFO与n-Si之间的pn结界面接触势垒以及相应的分压，有利于BFO的极化开关。势垒的降低伴随着界面内建电场的减小，对光生载流子分离运动的驱动力减弱。通过揭示不同SiOx厚度对铁电/半导体异质结界面及电荷迁移的影响，可为基于Si衬底的铁电集成器件的设计提供重要参考。

关键词：铁电/半导体异质结铁酸铋薄膜硅衬底氧化硅电荷迁移

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兼容水和油分散性的二氧化锡量子点的制备及其晶体尺寸、晶面结构和能隙的调控

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南京大学学报(自然科学版) 2024年第6期60卷 1028-1035页

作者：朱华艺崔雨辰习智原章建辉固体微结构国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学物理学院南京210093

二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.... 详细信息

二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.针对兼容水和油分散性的SnO_(2)的应用需求与现有SnO_(2)商品只能分散于水的矛盾,开发了一种溶剂热结晶的方法,成功制备了兼容水和油分散性的SnO_(2)量子点(SnO_(2)quantum dots,SnO_(2)QDs),通过调控溶剂热结晶时间(0~24 h),获得晶粒尺寸、能隙、(110)晶面占比分别在2.12~4.16 nm,3.72~4.15 eV和12.6%~43.3%可调的不同结晶质量的SnO_(2)QDs.所得量子点可应需要来稳定分散于水、乙醇、乙酸乙酯等多种水或油性溶剂中,形成可长期在室温下储存的黄色澄清的SnO_(2)QDs分散溶液.

关键词：二氧化锡量子点材料晶面调控带隙调节

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二维WTe_(2)晶格对称性的光学研究

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物理学报 2022年第17期71卷 283-291页

作者：何宽鱼邱天宇奚啸翔南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

二维WTe_(2)由于特殊的晶格对称性而衍生出量子自旋霍尔效应、非线性霍尔效应等奇异性质.确定其晶体结构的细节,是理解这些性质的重要出发点.本文利用温度、偏振依赖的拉曼光谱与光学二次谐波产生,详细研究了一至三层WTe_(2)的晶格对称... 详细信息

二维WTe_(2)由于特殊的晶格对称性而衍生出量子自旋霍尔效应、非线性霍尔效应等奇异性质.确定其晶体结构的细节,是理解这些性质的重要出发点.本文利用温度、偏振依赖的拉曼光谱与光学二次谐波产生,详细研究了一至三层WTe_(2)的晶格对称性.实验发现,单层样品具有可观的二次谐波产生信号,表明其晶格中心对称性破缺,且偏振依赖符合C_(s)点群,与此前普遍认为的中心对称的1T’结构不同.双层样品具有更为显著的二次谐波产生信号,且信号强度的温度依赖与铁电相变一致,表明层间堆叠产生了更强的中心对称性破缺,提供了该体系中存在层间滑移铁电的证据.三层样品的二次谐波产生信号约为单层样品的五倍,但比双层样品弱一个数量级,表明层间堆叠导致其具有较弱的中心对称性破缺.仅单层与双层样品中出现了多个显著的二阶拉曼散射峰,其温度依赖反映出电子结构对层间耦合高度敏感.这些结果将有助于完善对原子级厚度WTe_(2)物理性质的理解.

关键词：二碲化钨拉曼散射光学二次谐波产生铁电

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基于含气泡软媒质的高纯度水下声涡旋束产生

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科学通报 2025年第12期70卷 1772-1781页

作者：王蓉赵澄宇刘京京梁彬程建春南京大学物理学院近代声学教育部重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

携带轨道角动量的涡旋声束在声通信、声力操控和微流控等领域具有显著的应用价值,近年来受到了广泛的关注.然而,当前关于涡旋声束的产生和调控研究大多集中在空气环境中,如何高效实现水下高纯度的声涡旋仍然是一个挑战性问题.本文提出... 详细信息

携带轨道角动量的涡旋声束在声通信、声力操控和微流控等领域具有显著的应用价值,近年来受到了广泛的关注.然而,当前关于涡旋声束的产生和调控研究大多集中在空气环境中,如何高效实现水下高纯度的声涡旋仍然是一个挑战性问题.本文提出了一种基于含气泡软媒质的水下高纯度声涡旋束产生方法,通过理论推导含气泡软媒质等效声学参数与结构参数间的对应关系,设计了在低频段具有慢声速特性并能够对水下声波相位进行任意调控的超材料结构单元,基于此构建了能够在亚波长的空间尺度内产生水下声涡旋的超表面.进一步地,发展了基于模拟退火算法的超表面全局优化设计方法,解决了水下环境中由单元间耦合效应所导致的涡旋模式纯度低的问题.最后,通过数值仿真展示了单一阶数和复合阶数涡旋声场的产生,相关结果验证了这种基于优化算法的水下超表面全局设计机制可以显著提升所生成涡旋声束的模式纯度,为水下声涡旋的高效、精准产生提供了新思路.

关键词：含气泡软媒质水下声涡旋束模拟退火算法声学超表面等效媒质法

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二维范德瓦耳斯材料的超导物性研究及性能调控

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物理学报 2022年第18期71卷 27-45页

作者：黄佳贝廉富镯汪致远孙世涛李明张棣蔡晓凡马国栋麦志洪 Andy Shen 王雷于葛亮南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 湖北九峰山实验室武汉430206

超导现象自从1911年被发现以来一直是凝聚态物理领域的热门研究方向.近年来,二维范德瓦耳斯材料在超导领域中备受瞩目,展现出多种新的物理现象,如伊辛超导体、拓扑超导等,可以为探索丰富多彩的物理效应和新奇物理现象提供一个非常广阔... 详细信息

超导现象自从1911年被发现以来一直是凝聚态物理领域的热门研究方向.近年来,二维范德瓦耳斯材料在超导领域中备受瞩目,展现出多种新的物理现象,如伊辛超导体、拓扑超导等,可以为探索丰富多彩的物理效应和新奇物理现象提供一个非常广阔的研究平台.本文从二维范德瓦耳斯材料的超导特性入手,着重论述了二维范德瓦耳斯材料的分类、合成方法、表征和调控手段等方面.最后指出了一些当前需要解决的问题,并对二维范德瓦耳斯材料在超导领域的未来前景进行了展望.

关键词：超导二维范德瓦耳斯晶体制备表征性能调控

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转角双层-双层石墨烯中同位旋极化的C=4陈绝缘态

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物理学报 2023年第14期72卷 1-8页

作者：刘义俊陈以威朱雨剑黄焱安冬冬李庆鑫甘祺康朱旺宋珺威王开元魏凌楠宗其军刘硕涵李世伟刘芝张琪徐瑛海曹新宇杨奥王浩林杨冰 Andy Shen 于葛亮王雷南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院西安710126 湖北九峰山实验室武汉430206

范德瓦耳斯材料相对扭转到特定角度时,会出现几乎零色散的莫尔平带,从而产生一系列关联电子物态,例如非常规超导、关联绝缘态和轨道磁性等.在转角双层-双层石墨烯(TDBG)体系中,能带带宽和拓扑性质可以通过栅极施加的电位移场原位调控,... 详细信息

范德瓦耳斯材料相对扭转到特定角度时,会出现几乎零色散的莫尔平带,从而产生一系列关联电子物态,例如非常规超导、关联绝缘态和轨道磁性等.在转角双层-双层石墨烯(TDBG)体系中,能带带宽和拓扑性质可以通过栅极施加的电位移场原位调控,使该体系成为良好的研究拓扑相变和强关联物理的量子模拟平台.在一定的电位移场作用下,TDBG中C_(2x)对称性破缺,中性点附近的导带和价带会获得有限的陈数.能带的拓扑性质与强相互作用驱动的对称性破缺使得可以在低磁场下实现并调控陈绝缘态.本工作通过制备高质量TDBG器件,在有限磁场下,在莫尔原胞填充因子ν=1处发现了陈数为4的陈绝缘态.同时还发现纵向电阻出现电阻峰并随平行磁场或温度升高而增强的现象,这类似于^(3)He中的Pomeranchuk效应,推测ν=1处的陈绝缘态或许源于同位旋的极化.

关键词：转角双层-双层石墨烯陈绝缘态电子关联

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