检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2023年第8期72卷 1-20页

作者：初纯光王安琦廖志敏北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京10087 合肥国家实验室合肥230088

拓扑半金属是一类受对称性保护的无能隙量子材料.因其相对论性能带色散关系,拓扑半金属中涌现出丰富的量子态和量子效应,例如费米弧表面态和手征反常.近年来,因在拓扑量子计算的潜在应用,拓扑与超导的耦合体系受到广泛关注.本文从两方... 详细信息

拓扑半金属是一类受对称性保护的无能隙量子材料.因其相对论性能带色散关系,拓扑半金属中涌现出丰富的量子态和量子效应,例如费米弧表面态和手征反常.近年来,因在拓扑量子计算的潜在应用,拓扑与超导的耦合体系受到广泛关注.本文从两方面回顾拓扑半金属-超导体异质结体系近年来的实验进展:1)超导电流对拓扑量子态的模式过滤;2)拓扑超导和Majorana零能模的探测与调控.对于前者,利用约瑟夫森电流对电磁场的响应,拓扑半金属中费米弧表面态的弹道输运被揭示,高阶拓扑半金属相被证实,有限动量配对及超导二极管效应被实现.对于后者,通过交流约瑟夫森效应,狄拉克半金属中4π周期的拓扑超导态被发现,纯电学栅压调控的拓扑相变被实现.本文最后展望了拓扑半金属-超导体异质结体系的发展前景和在Majorana零能模编织和拓扑量子计算上的潜在应用.

关键词：拓扑半金属约瑟夫森效应拓扑超导 Majorana 零能模

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自旋极化增强ZnFe_(1.2)Co_(0.8)O_(4)/BiVO_(4)S型异质结光催化性能降解四环素

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物理化学学报 2025年第5期41卷 114-123页

作者：吴金往谢琦靖张成亮史海峰江南大学理学院江苏无锡214122 杭州电子科技大学杭州310018 南京大学固体微结构国家实验室南京210093

最近,电子自旋极化作为抑制光生电荷快速复合的一种策略受到了广泛的关注。然而,自旋极化调控主要关注于单个光催化材料,光生电荷分离的效率依然有待进一步提高。于此,本文构建了ZnFe_(1.2)Co_(0.8)O_(4)(ZFCO)/BiVO_(4)(BVO)异质结,通... 详细信息

最近,电子自旋极化作为抑制光生电荷快速复合的一种策略受到了广泛的关注。然而,自旋极化调控主要关注于单个光催化材料,光生电荷分离的效率依然有待进一步提高。于此,本文构建了ZnFe_(1.2)Co_(0.8)O_(4)(ZFCO)/BiVO_(4)(BVO)异质结,通过S型异质结和自旋极化作用协同促进光生电荷分离,在外部磁场下进一步促进了光催化去除有机物污染物的性能。实验结果表明,在光照下,ZB-1.5(ZFCO:BVO=3:2)表现出最佳性能,四环素(TC)降解的反应速率常数(k)为0.0146 min^(-1)。在光照和磁场条件下,ZB^(-1).5的TC降解反应速率常数(k)为0.0175 min^(-1),其光催化性能得到了进一步提升。研究表明这是由于电子自旋极化和S型电荷分离机制协同促进了光生电荷分离。DFT计算表明,ZFCO在费米能级附近出现了明显的自旋极化现象。光致发光光谱(PL)表明,S型异质结提高了电荷分离效率。此外,评估了可能的降解路径和毒性,表明成功实现了脱毒。这项工作为利用S型异质结开发具有高效光生电荷分离的光催化剂提供了一种研究思路。

关键词：电子自旋极化铁磁光催化剂 S型异质结磁场

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量子多体系统中的拓扑序与分数化激发

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物理学报 2024年第7期73卷 1-7页

作者：顾昭龙李建新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

朗道费米液体理论和金兹堡-朗道相变理论是传统凝聚态物理两座重要的基石,在处理BCS超导体和液氦超流体的形成机制等重要物理问题中取得了巨大成功.然而,以20世纪80年代量子霍尔效应和高温超导的发现为开端,人们逐渐认识到,对于一大类... 详细信息

朗道费米液体理论和金兹堡-朗道相变理论是传统凝聚态物理两座重要的基石,在处理BCS超导体和液氦超流体的形成机制等重要物理问题中取得了巨大成功.然而,以20世纪80年代量子霍尔效应和高温超导的发现为开端,人们逐渐认识到,对于一大类新的量子态,比如分数量子霍尔态和量子自旋液体,其性质超越了朗道费米液体理论和金兹堡-朗道相变理论.拓扑序及其所具有的长程多体量子纠缠和分数化激发成为我们理解这些奇异量子态的关键概念.在量子材料和量子模拟系统中设计并寻找具有拓扑序的物态、探测并操控其分数化激发是当代凝聚态物理重要的研究方向.近期,在里德伯原子体系、超导量子处理器和二维摩尔超晶格等具有高度可调控性的量子实验平台中,拓扑序的量子模拟和操控得到了快速发展并取得了重要成果.本文将简要论述拓扑序在传统凝聚态材料体系和量子模拟体系中最近的研究进展和挑战,并对该领域未来可能的发展方向做出展望.

关键词：拓扑序长程多体量子纠缠分数化激发

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基于无刻蚀铌酸锂薄膜波导阵列合成参数空间中外尔点的转角拓扑特性

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光学学报 2024年第20期44卷 110-120页

作者：李浩刘子怡赵玉乐王强肖彦玲刘辉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中心江苏南京210093

利用拓扑光子学中人工合成维度的概念,在无刻蚀薄膜铌酸锂上,通过将波导阵列结构参数视为额外维度,实现在一维波导阵列系统中模拟三维外尔晶格,并考虑不同外尔结构层间相对扭转的影响,通过调控外尔晶格层间扭转角度,实现了对拓扑界面态... 详细信息

利用拓扑光子学中人工合成维度的概念,在无刻蚀薄膜铌酸锂上,通过将波导阵列结构参数视为额外维度,实现在一维波导阵列系统中模拟三维外尔晶格,并考虑不同外尔结构层间相对扭转的影响,通过调控外尔晶格层间扭转角度,实现了对拓扑界面态间的耦合调控。所提方法不仅降低了样品制备难度,还提高了系统的可控性。此外,在新型无刻蚀薄膜铌酸锂上设计新颖的拓扑波导阵列光学器件,利用合成维度方法,对多层外尔晶格间的相对扭转进行调控,探索其传输效果及丰富的物理特性,包括实现多外尔晶格的拼接和拓扑界面态的耦合调控。通过调节波导阵列长度灵活控制光输出,丰富了光调控的自由度,特别是在光学开关和逻辑器件领域,为片上大规模光子器件集成提供了新的设计思路。

关键词：集成光学铌酸锂无刻蚀波导人工合成维度拓扑光子学

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拓扑半金属表面态的输运特性

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科学通报 2024年第1期69卷 68-79页

作者：郑悦陈伟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 人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093

拓扑电子体系是近年来凝聚态物理学的研究前沿,它以非平庸的体态拓扑以及奇异的表面态为主要特征.输运测量是研究拓扑电子体系最常用和最有效的手段之一,输运研究与新奇物理效应的探索以及电子器件相关应用都有密切的联系.基于拓扑绝缘... 详细信息

拓扑电子体系是近年来凝聚态物理学的研究前沿,它以非平庸的体态拓扑以及奇异的表面态为主要特征.输运测量是研究拓扑电子体系最常用和最有效的手段之一,输运研究与新奇物理效应的探索以及电子器件相关应用都有密切的联系.基于拓扑绝缘体的输运研究已经广泛地开展,其中的输运信号仅由拓扑表面态贡献;而拓扑半金属中体态和表面态共存,这在给输运研究带来复杂性的同时,也预示着更为丰富的物理现象有望被发现.大多数针对拓扑半金属输运性质的研究集中于其体态,而其表面态的贡献通常被认为小到可以忽略.需要指出,通过巧妙构筑输运器件结构,表面态可以贡献很强的输运信号并导致新奇而丰富的输运性质.本文介绍了若干典型拓扑半金属体系中表面态导致的新奇输运性质,包括拓扑节线半金属中鼓面表面态导致的共振自旋翻转反射及其输运信号,外尔半金属中费米弧表面态的奇异安德烈夫反射、法布里-珀罗干涉和门电压调控的栗弗席兹相变,以及这些效应对外场的奇特响应.本文介绍的研究成果为拓扑半金属表面态的探测与调控提供了新的思路.

关键词：节线半金属外尔半金属表面态费米弧量子输运

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力信号对心肌细胞跳动的调控

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物理学报 2024年第8期73卷 359-368页

作者：陈惠燕李洛非王炜曹毅雷海南京大学物理学院固体微结构国家实验室南京210093 浙江大学物理学院杭州310027 浙江大学物理高等研究院杭州310027

心肌细胞的机械行为对生命健康起至关重要的作用,通常认为电信号和化学信号对心肌细胞的行为起调控作用.近年来发现细胞微环境的物理因素能够调控细胞的增殖、铺展、迁移和分化等行为,但其对心肌细胞机械行为的调控研究仍然缺乏.本文制... 详细信息

心肌细胞的机械行为对生命健康起至关重要的作用,通常认为电信号和化学信号对心肌细胞的行为起调控作用.近年来发现细胞微环境的物理因素能够调控细胞的增殖、铺展、迁移和分化等行为,但其对心肌细胞机械行为的调控研究仍然缺乏.本文制备具有不同杨氏模量的水凝胶以模拟心肌细胞力学微环境,并通过加载力学刺激来探究细胞外基质中不同配体对心肌细胞的力学调控.研究表明机械力信号可以通过基质-配体-细胞的信号通路来调控心肌细胞的跳动,进而引起细胞间的耦合振荡实现心肌细胞的节律控制.这种力信号调控受细胞微环境的杨氏模量、细胞黏附配体种类和密度、以及力信号的强弱和节律三者共同影响,这为理解心率失调和心肌梗死后心力衰竭等疾病提供基础.

关键词：心肌细胞水凝胶力学刺激细胞间相互作用

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基于多维光场调控的超构表面先进成像与显示(特邀)

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光学学报 2024年第14期44卷 1-23页

作者：付博妍毕千惠郑诗雨彭于娟王漱明曹汛王振林祝世宁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

光学超构表面以其在亚波长尺度下精确塑造光场的能力,开辟了设计高分辨率、多功能、超紧凑光学器件的新范式。立足于多维光场的视角,全面回顾了超构表面在推进下一代光学成像与显示系统方面的创新性思路与进展。结合相关智能算法,综述... 详细信息

光学超构表面以其在亚波长尺度下精确塑造光场的能力,开辟了设计高分辨率、多功能、超紧凑光学器件的新范式。立足于多维光场的视角,全面回顾了超构表面在推进下一代光学成像与显示系统方面的创新性思路与进展。结合相关智能算法,综述了超构表面在多维成像、全息显示以及这些技术交叉领域的应用,探讨了其在计算成像、超分辨成像、可调谐显示技术,以及与光学微操控和量子技术协同发展方面的潜力。最后,对超构表面技术在成像与显示领域的广泛应用前景及未来研究方向进行了展望。

关键词：物理光学超构表面多维调控先进成像全息显示三维显示

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通风声超材料屏障研究进展

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科学通报 2025年第12期70卷 1750-1761页

作者：刘晨凯刘晓宙赖耘南京大学物理学院近代声学教育部重点实验室固体微结构物理国家重点实验室先进微结构协同创新中心南京210093 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190

通风隔音技术能够在保持空气流通的同时有效阻隔噪音,为建筑和工业应用提供舒适且健康的环境.声学超材料作为一类通过精心设计其内部结构来实现特殊物理性质的人工声学材料,凭借其独特的物理性质和亚波长尺寸的特点,在通风声屏障领域取... 详细信息

通风隔音技术能够在保持空气流通的同时有效阻隔噪音,为建筑和工业应用提供舒适且健康的环境.声学超材料作为一类通过精心设计其内部结构来实现特殊物理性质的人工声学材料,凭借其独特的物理性质和亚波长尺寸的特点,在通风声屏障领域取得了突破性的进展.本文综述了该领域的最新研究进展和应用,包括3种主要的物理原理:局域共振型、干涉相消型和相位梯度型,并探讨了从单频设计拓展至宽频设计的方法.此外,本文还介绍了在复杂应用场景下的新设计思路和优化方法,如柔性材料的应用、主动型超材料,以及人工智能和机器学习的设计优化.未来,随着技术的不断进步和跨学科的融合,基于超材料的通风声屏障将在建筑、交通和工业领域发挥更大的作用,为人类提供更加安静和舒适的环境.

关键词：声学超材料声学超表面通风声屏障通风隔音通风降噪

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声学二维彭罗斯准晶中的高阶拓扑态

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科学通报 2025年第12期70卷 1762-1771页

作者：陈昊谢建斓孙晓晨何程陈延峰南京大学材料科学与工程系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 南京大学江苏省人工功能材料重点实验室南京210093

随着物质拓扑相的发现,声学超材料中的拓扑态也逐渐受到关注,可为声场的调控提供一种新的思路.通过设计、构建体的拓扑结构,可以在低一维的边界上得到鲁棒的边界态,其受对称性保护的特点有助于声信号的高效传输或局域.近期的研究发现高... 详细信息

随着物质拓扑相的发现,声学超材料中的拓扑态也逐渐受到关注,可为声场的调控提供一种新的思路.通过设计、构建体的拓扑结构,可以在低一维的边界上得到鲁棒的边界态,其受对称性保护的特点有助于声信号的高效传输或局域.近期的研究发现高阶拓扑相则可对应低两个,甚至更低维度的拓扑边界态,例如三维系统中的一维拓扑棱态和零维拓扑角态.目前,声学中的高阶拓扑态研究多聚焦于具有平移对称性的周期结构上.本文以彭罗斯准周期结构的二维声学散射体模型为依托,研究了不同旋转中心和边界下的高阶拓扑态,实现了打破平移对称性、受五重旋转对称性保护的零维角态.基于局域态密度理论计算了相应的电荷密度,分析了多类声局域态的拓扑性质,并通过实验验证了拓扑角态的存在.本工作为复杂结构声学新功能器件的设计提供了更多的可能性.

关键词：声学超材料二维准晶拓扑声学高阶拓扑

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自组装生物分子软物质材料及其物理特性

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物理学报 2024年第17期73卷 14-27页

作者：韩旭薛斌曹毅王炜南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室南京210093 南京大学脑科学研究院南京210093

自组装生物分子软物质材料是以生物分子或生物分子基元为构建单元,通过自组织过程形成的一类新型软物质材料.因其组成单元的生物特性和其中弱相互作用驱动组装的特征,这类材料通常具有高度生物相容性、可逆组装、动态响应和微结构可控... 详细信息

自组装生物分子软物质材料是以生物分子或生物分子基元为构建单元,通过自组织过程形成的一类新型软物质材料.因其组成单元的生物特性和其中弱相互作用驱动组装的特征,这类材料通常具有高度生物相容性、可逆组装、动态响应和微结构可控性等优势,在生物医学、组织工程和柔性传感等领域中被广泛关注并得到了相关研发和应用.本文简要介绍自组装生物分子软物质材料的基本构建原理和物理特性,并以氨基酸、多肽分子等组装单元为例,对三类自组装生物分子软物质材料(纳米材料、凝胶材料和复合材料)的自组装分子机制、材料构建思路、力学特性和功能应用场景做了具体阐述.我们认为自组装生物分子软物质材料的研究,将从结构单元的发掘和相关特性的表征,向多功能性质定制与前端应用集成方向发展,从而研发出崭新的复合智能生物软物质材料,进一步促进其在生物医学、有机半导体和软体机器人等新兴领域中的应用.

关键词：软物质生物分子多肽组装水凝胶力学特性

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