检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2025年第6期74卷 87-94页

作者：方国全林瀚王思越彭璞方哲宇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京100871

经过几十年的发展,全息成像已成为展示信息的成熟光学技术.然而,仅通过光的波长和偏振作为信息传递的载体的传统全息技术,在信息传播的安全性和容量方面存在一定的不足.将一种新的光学维度,轨道角动量(orbital angular momentum,OAM),... 详细信息

经过几十年的发展,全息成像已成为展示信息的成熟光学技术.然而,仅通过光的波长和偏振作为信息传递的载体的传统全息技术,在信息传播的安全性和容量方面存在一定的不足.将一种新的光学维度,轨道角动量(orbital angular momentum,OAM),引入全息成像为这些问题提供了一个有效的解决方案.通过使用OAM复用的全息技术进行理论分析和仿真计算,二维图像被加密和存储.然后三维物体被切片为多幅二维图像,通过OAM复用的全息技术被存储于一个相位阵列中,实现了信息存储维度的有效降低,并且经过OAM复用的全息技术被成功复现,因而三维全息被实现.此外,每幅图按照相应拓扑荷进行加密,信息传递的安全性被显著提升.这种具有OAM选择性的全息技术更为安全,信息通量更大,具有广泛的应用潜力.

关键词：轨道角动量全息图 3D 成像

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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京2100932.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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宏量制备导电属性可控的高质量单壁碳纳米管

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物理学进展 2025年第1期45卷 47-54页

作者：杨可汉王超袁国文高力波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

单壁碳纳米管(SWCNTs)由于其优异的电导、机械和热学性能,具备广泛应用前景。目前,浮动催化剂化学气相沉积法(FCCVD)是大规模制备SWCNTs的常用方法。然而,利用该方法获得的SWCNTs的纯度和质量不足,并且样品的导电属性可控性差,金属单壁... 详细信息

单壁碳纳米管(SWCNTs)由于其优异的电导、机械和热学性能,具备广泛应用前景。目前,浮动催化剂化学气相沉积法(FCCVD)是大规模制备SWCNTs的常用方法。然而,利用该方法获得的SWCNTs的纯度和质量不足,并且样品的导电属性可控性差,金属单壁碳纳米管(m-SWCNTs)与半导体单壁碳纳米管(s-SWCNTs)并存,限制了其进一步应用。为了连续化生长高质量、高纯度,具备单一导电属性的SWCNTs,本论文提出了一种通过放置管塞将SWCNTs滞留在高温区以实现持续生长,并加入电场实现单一导电属性的SWCNTs选择性生长的方法,最终得到高纯度的半导体富集的SWCNTs。我们通过光学、热重分析和扫描电子显微镜对SWCNTs进行系统的测量与分析,研究SWCNTs纯度与s-SWCNTs的占比。该工作为大规模制备高质量高纯度的SWCNTs提供了方案,有望加速其工业化应用。

关键词：单壁碳纳米管浮动催化剂化学气相沉积法可控制备半导体性

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拓扑绝缘体高次谐波产生的研究进展

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中国科学:物理学、力学、天文学 2025年第1期55卷 49-66页

作者：张嘉宁刘秀兰杨乐怡彭良友人工微结构和介观物理国家重点实验室北京大学物理学院北京100871 北京量子信息科学研究院北京100193

近年来,随着红外激光技术的进步,高次谐波的研究范围扩展到了固体材料.许多实验和理论工作发现,拓扑绝缘体的高次谐波表现出独特的性质,例如增强的谐波产率、特殊的椭偏依赖性以及圆二色性等.本文回顾了近年来人们在拓扑绝缘体高次谐波... 详细信息

近年来,随着红外激光技术的进步,高次谐波的研究范围扩展到了固体材料.许多实验和理论工作发现,拓扑绝缘体的高次谐波表现出独特的性质,例如增强的谐波产率、特殊的椭偏依赖性以及圆二色性等.本文回顾了近年来人们在拓扑绝缘体高次谐波方面的研究进展,分别介绍了SSH模型(一维体系)、Haldane模型(二维体系)和Z2拓扑绝缘体(三维体系)的高次谐波特性,这些特性源于拓扑相材料的贝里曲率和边界态(表面态)等性质.最后,我们讨论了高次谐波作为探测物质拓扑性的可靠标志的可能性,并展望了未来的研究方向.对拓扑材料高次谐波的研究不仅有助于深入理解固体材料中高次谐波的产生机制,还具备揭示拓扑物性的潜在意义.

关键词：拓扑绝缘体边缘态贝里曲率高次谐波辐射圆二色性椭偏依赖性

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通过路径全同性实现独立粒子间的纠缠

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物理 2025年第2期54卷 119-122页

作者：王凯侯兆华马小松南京大学物理学院、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、江苏省物理科学研究中心南京210093

1 背景介绍量子纠缠是量子力学基础研究和量子信息技术应用中的核心资源。通常,纠缠的产生主要有两种途径:一是依赖粒子之间的直接相互作用,例如散射湮灭辐射[1]、原子级联[2,3]、非线性光学效应[4—6],以及光、微波、声子与物质的相互... 详细信息

1 背景介绍量子纠缠是量子力学基础研究和量子信息技术应用中的核心资源。通常,纠缠的产生主要有两种途径:一是依赖粒子之间的直接相互作用,例如散射湮灭辐射[1]、原子级联[2,3]、非线性光学效应[4—6],以及光、微波、声子与物质的相互作用[7—12]。

关键词：非线性光学效应量子纠缠量子力学基础声子直接相互作用量子信息技术

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非线性光学晶体及相位匹配方法研究进展（特邀）

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中国激光 2025年第5期 106-117页

作者：姚光杰李家成刘华展马超杰洪浩刘开辉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大学量子材料科学中心松山湖材料实验室

非线性光学晶体是现代光学基础研究和技术应用的重要组成部分，同时也是锁模激光器、非线性频率转换器和量子光源等设备的核心组件。高性能的光学晶体材料体系一直是相关科研工作者追求的目标。与此同时，适配于光学晶体材料特性的相位... 详细信息

非线性光学晶体是现代光学基础研究和技术应用的重要组成部分，同时也是锁模激光器、非线性频率转换器和量子光源等设备的核心组件。高性能的光学晶体材料体系一直是相关科研工作者追求的目标。与此同时，适配于光学晶体材料特性的相位匹配方法可以有效提高非线性过程的转换效率，是构建光学晶体体系并使之走向实用化的关键。本文总结了不同特征的体材料光学晶体及其对应的相位匹配方法的发展历程，以及近期出现的低维材料光学晶体及其转角相位匹配方法的研究成果。

关键词：非线性光学光学晶体相位匹配低维材料

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基于超构表面光谱编码的红外宽谱微型光谱仪

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光学学报 2025年第5期 258-265页

作者：万源庆刘威骏余浩祥王漱明南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京大学物理学院南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心

为了解决传统红外光谱仪体积大，而微型红外光谱仪因受体积限制光谱范围普遍较窄的问题，提出一种基于超构表面的红外宽谱微型光谱仪。根据光谱编码的原理，针对1～10μm波段设计了透过率较高的偏振不敏感的通道结构，这些结构的光谱透... 详细信息

为了解决传统红外光谱仪体积大，而微型红外光谱仪因受体积限制光谱范围普遍较窄的问题，提出一种基于超构表面的红外宽谱微型光谱仪。根据光谱编码的原理，针对1～10μm波段设计了透过率较高的偏振不敏感的通道结构，这些结构的光谱透过率曲线相关性较低，利用深度学习方法重建光谱，对于较为光滑的光谱曲线，其重建准确率在90%以上，作为光谱重建研究的补充，重建了包含较窄单峰的光谱曲线。研究结果表明，所设计光谱仪对光的利用效率较高、结构紧凑且易于集成，在红外宽带光谱探测方面具有良好的应用场景。

关键词：超构表面光谱编码红外光谱光谱仪

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氮化镓基半导体激光器研究及进展（特邀）

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中国激光 2025年第5期 221-235页

作者：曹文彧孟令海雷孟铼李曙琨于果陈焕卿陈伟华胡晓东湖北文理学院物理与电子工程学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室广西飓芯科技有限责任公司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

氮化镓（GaN）基激光二极管（LD）在激光显示、激光制造、可见光通信和量子信息技术等领域中具有广阔的应用前景，是第三代半导体光电子器件研究的前沿方向和产业发展的热点。然而，其性能和可靠性的提升仍面临科学和技术上的挑战。介绍... 详细信息

氮化镓（GaN）基激光二极管（LD）在激光显示、激光制造、可见光通信和量子信息技术等领域中具有广阔的应用前景，是第三代半导体光电子器件研究的前沿方向和产业发展的热点。然而，其性能和可靠性的提升仍面临科学和技术上的挑战。介绍了GaN基LD的发展现状，讨论了制约其性能提升的主要瓶颈问题，总结了研究团队在器件设计和材料外延方面的最新研究进展。研究团队提出了三维六角叠层掩模方法，实现了高位错密度区域的降维；建立了漏电流解析模型，揭示了电子阻挡层的作用机制；利用结晶恢复层提高了超厚多量子阱结构的外延质量，并阐明了其对发光性能的影响机理。这些研究为发展高性能GaN基LD提供了物理依据和技术支撑。最后对未来的研究重点进行了展望。

关键词：氮化镓激光二极管位错降低漏电流多量子阱

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等离激元材料和器件的动态调控研究进展

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物理学报 2019年第14期68卷 127-146页

作者：束方洲范仁浩王嘉楠彭茹雯王牧南京大学固体微结构物理国家重点实验室和物理学院

等离激元学连接着光子学和电子学,在光产生、显微显示、数据存储、光集成和光子芯片、传感技术和纳米制造技术等方面展示出重要应用,正极大地促进既拥有纳米电子学的尺寸又兼有介电光子学速度的新一代信息材料和器件的发展.但是,传统上... 详细信息

等离激元学连接着光子学和电子学,在光产生、显微显示、数据存储、光集成和光子芯片、传感技术和纳米制造技术等方面展示出重要应用,正极大地促进既拥有纳米电子学的尺寸又兼有介电光子学速度的新一代信息材料和器件的发展.但是,传统上绝大部分等离激元材料和器件都是基于静态的设计,即一旦被制备,其性能也就确定,人们无法根据需求进行实时的主动调控.因此,近年来人们开始从应用需求出发,致力于研制动态调控的等离激元材料和器件.本文总结等离激元材料和器件的动态调控研究进展,给出动态调控等离激元材料和器件的基本原理,即通过动态改变材料中金属微纳结构的等效介电函数、动态调节系统外部环境、动态控制结构中的耦合效应等,实现对等离激元材料和器件性能的实时动态控制.在此基础上,分别以等离激元材料、等离激元超构材料、等离激元超构表面等为例,展示在电、光、力、温度、环境等外部作用下相关材料和器件性能的实时改变和动态控制,期望推动发展新型亚波长光电功能材料和器件.

关键词：等离激元材料和器件的动态调控等离激元超构材料等离激元超构表面

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铁磁绝缘体间的极薄Bi_2Se_3薄膜的相变研究

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物理学报 2013年第3期62卷 329-334页

作者：王怀强杨运友鞠艳盛利邢定钰南京大学固体微结构物理国家重点实验室和物理学院南京210093

研究一个极薄三维拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜处于两个铁磁绝缘体层之间,其铁磁层的磁化方向都处于竖直平面,系统拓扑性质随磁化方向夹角的变化.从表面态电子低能有效哈密顿量出发计算系统的Chern数,和运用一个具有Armchair边界的单层六角晶... 详细信息

研究一个极薄三维拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜处于两个铁磁绝缘体层之间,其铁磁层的磁化方向都处于竖直平面,系统拓扑性质随磁化方向夹角的变化.从表面态电子低能有效哈密顿量出发计算系统的Chern数,和运用一个具有Armchair边界的单层六角晶格带的紧束缚模型模拟系统的体能带和边缘态,来确定系统所处的拓扑相.发现两个铁磁层的磁化方式从平行转到反平行的某一临界角度,系统经历从反常量子霍尔相到普通绝缘相的转变.

关键词：拓扑绝缘体交换场反常量子霍尔效应边缘态

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