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中国科学:物理学力学天文学 2025年第5期55卷 142-155页

作者：何攀刘昊翟金凤潘超钰沈健复旦大学微纳电子器件与量子计算机研究院复旦大学应用表面物理国家重点实验室复旦大学物理学系

自旋电子学利用电子的自旋属性来实现信息存储和处理,有望克服传统电子学面临的能耗、微型化以及抗辐照等瓶颈问题.近年来,非线性自旋电子学作为自旋电子学领域的新兴分支,受到一定的关注.非线性自旋电子学结合了非线性动力学和自旋电子... 详细信息

自旋电子学利用电子的自旋属性来实现信息存储和处理,有望克服传统电子学面临的能耗、微型化以及抗辐照等瓶颈问题.近年来,非线性自旋电子学作为自旋电子学领域的新兴分支,受到一定的关注.非线性自旋电子学结合了非线性动力学和自旋电子学,开辟了超越传统自旋相关效应的新途径.本文综述了非线性自旋电子学的最新进展,重点介绍典型的非线性自旋输运现象、物理机制、实验表征方法以及在自旋器件中的应用,旨在展示其重要性以激发新的相关研究.

关键词：自旋电子学非线性效应非线性自旋电子学自旋流自旋热电子学

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无液氦制冷隔振技术在低温扫描隧道显微镜中的应用

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第5期55卷 102-116页

作者：孙泽元吴施伟复旦大学物理学系应用表面物理国家重点实验室复旦大学微纳光子结构教育部重点实验室复旦大学微纳电子器件与量子计算机研究院

低温环境在扫描隧道显微镜(STM)的应用中至关重要,它不仅能够减少实验测量的热噪声、提高精度和稳定性,还能提供超导强磁场等极端实验条件,并揭示各种新奇量子材料的物性,如拓扑效应、电子关联等.传统低温STM依赖昂贵的液氦,极大地限制... 详细信息

低温环境在扫描隧道显微镜(STM)的应用中至关重要,它不仅能够减少实验测量的热噪声、提高精度和稳定性,还能提供超导强磁场等极端实验条件,并揭示各种新奇量子材料的物性,如拓扑效应、电子关联等.传统低温STM依赖昂贵的液氦,极大地限制了连续运行时间和成本.而基于闭循环制冷机的制冷技术虽然能够实现无液氦消耗的连续低温运行,但受到制冷机振动的影响难以实现原子级别的显微实验测量以及和超高真空环境兼容.本文将回顾最新开发的无液氦制冷隔振技术原理及其在前沿STM中的应用.

关键词：无液氦制冷隔振技术低温扫描隧道显微镜扫描探针显微术尖端科学仪器

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固体阿秒探测技术

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中国科学:物理学、力学、天文学 2025年第1期55卷 67-84页

作者：刘雅欣崔虎彬彭赛男李亮兰鹏飞陶镇生复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室上海200438 华中科技大学武汉光电国家研究中心物理学院武汉430074

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求.2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电... 详细信息

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求.2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电子动力学方面的杰出贡献,标志着阿秒科学的重大突破.固体阿秒探测技术的出现,为实时观测和记录固体中电子的超快运动提供了前所未有的精度,揭示了这些过程背后的物理机制.本文重点介绍了阿秒光电子能谱、固体高次谐波和阿秒瞬态吸收谱这三种主要实验技术,阐述了它们的基本原理、相关应用,并展望了未来的发展趋势和方向.这些研究不仅对于全面揭示光与物质相互作用的深层次信息至关重要,也为开发新一代达到光频的超快光电子器件奠定了坚实基础.

关键词：阿秒脉冲固体高次谐波超快过程

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长程相互作用下软物质系统的结构与弛豫

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第5期55卷 117-131页

作者：张言韬谭鹏复旦大学物理学系应用表面物理国家重点实验室复旦大学

软物质是指处于固体和理想流体之间的一类物质,其表现出的复杂物相特征和非平衡动力学行为使其成为物理学近几十年来快速发展的一个领域.本文回顾了过去十年间的一系列胶体和颗粒物质实验,揭示了长程相互作用下软物质系统出现的独特的... 详细信息

软物质是指处于固体和理想流体之间的一类物质,其表现出的复杂物相特征和非平衡动力学行为使其成为物理学近几十年来快速发展的一个领域.本文回顾了过去十年间的一系列胶体和颗粒物质实验,揭示了长程相互作用下软物质系统出现的独特的相行为和动力学过程,有助于人们理解相变、玻璃化转变、非平衡涨落与弛豫等物理学中的关键问题,对材料制备、生命过程等方面的交叉应用也有所启发.

关键词：软物质玻璃态弛豫结晶动力学长程相互作用胶体系统

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人工原子间耦合:超构表面调控电磁波的新自由度

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中国光学 2021年第4期14卷 717-735页

作者：林婧李琦邱孟何琼周磊复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室上海200438

近年来,纳米光学体系中共振体间耦合引起了人们的广泛关注。相对于单一光子共振结构体系,由多个光子共振体组成的复杂耦合体系有着更大的调控自由度和更令人着迷的现象。然而,相比人们在实验方面取得的进步,对于耦合问题的理论描述仍远... 详细信息

近年来,纳米光学体系中共振体间耦合引起了人们的广泛关注。相对于单一光子共振结构体系,由多个光子共振体组成的复杂耦合体系有着更大的调控自由度和更令人着迷的现象。然而,相比人们在实验方面取得的进步,对于耦合问题的理论描述仍远未令人满意。本文从少体问题到周期性超构表面,从光子封闭体系到开放体系,系统介绍了多种处理共振体间耦合的理论工具,以及如何利用这些工具设计具有特定电磁波调控功能的新型超构表面。本文将着重展示本研究团队近些年在这一领域的研究进展,为相关领域研究人员提供指引与参考。

关键词：超构表面超构材料人工原子耦合紧束缚近似理论角度色散开放体系

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探测凝聚态材料中电子的阿秒动力学以及相互作用过程(特邀)

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光子学报 2021年第8期50卷 62-76页

作者：陶镇生复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室上海200438

随着高次谐波阿秒光源技术以及阿秒计量学的发展,对于凝聚态材料中的电子动力学探测也进入了阿秒的领域,并在近15年的时间里取得了显著的进展和突破。新颖的阿秒测量方式为研究在极短的时间尺度上,凝聚态材料中电子的运动、共振跃迁以... 详细信息

随着高次谐波阿秒光源技术以及阿秒计量学的发展,对于凝聚态材料中的电子动力学探测也进入了阿秒的领域,并在近15年的时间里取得了显著的进展和突破。新颖的阿秒测量方式为研究在极短的时间尺度上,凝聚态材料中电子的运动、共振跃迁以及相互作用等重要物理问题提供了全新的研究手段和重要创新机遇。本文介绍了探测凝聚态物质中本征阿秒动力学过程的重要工作,主要综述了高次谐波、阿秒脉冲测量、凝聚态材料阿秒光电子能谱探测的关键技术和现状。最后对阿秒光电子动力学测量技术的发展做出了展望。

关键词：超快光学阿秒脉冲高次谐波阿秒脉冲测量阿秒光电子能谱

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铁基超导体Li_(0.8)Fe_(0.2)ODFeSe的红外光谱研究

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物理学报 2018年第20期67卷 63-68页

作者：林桐胡蝶时立宇张思捷刘妍琦吕佳林董涛赵俊王楠林北京大学物理学院量子材料科学中心北京100871 复旦大学物理学系应用表面物理国家重点实验室上海200433

测量和研究了铁基超导体Li_(0.8)Fe_(0.2)ODFeSe单晶的红外光学响应,发现室温下光电导率谱不存在Drude分量,载流子具有非相干输运行为.随着温度降低,Drude分量形成并不断变窄,同时在相应的反射率谱上出现清晰的等离子体边,表明散射率急... 详细信息

测量和研究了铁基超导体Li_(0.8)Fe_(0.2)ODFeSe单晶的红外光学响应,发现室温下光电导率谱不存在Drude分量,载流子具有非相干输运行为.随着温度降低,Drude分量形成并不断变窄,同时在相应的反射率谱上出现清晰的等离子体边,表明散射率急剧降低.在最低温度,观察到超导能隙形成导致的光谱变化,光电导率谱在160 cm^(-1)以下受到显著压制.对比FeSe单晶的光谱数据,发现整体的光电导率谱型很相似,但自由载流子的谱重更低,揭示出样品具有更低的载流子浓度.另外还观察到温度变化诱导的谱重由低频向高频区域转移的现象,表明其存在强关联效应.

关键词：铁基超导体红外光谱电子关联

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μSR实验进展与缪子源发展趋势

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物理学报 2024年第19期73卷 58-64页

作者：王颖殳蕾复旦大学物理学系应用表面物理国家重点实验室上海200433 上海量子科学研究中心上海201315

缪子自旋弛豫/旋转技术(muon spin relaxation/rotation,μSR)是一种高度灵敏的原子尺度磁性探测手段.随着μSR技术的不断发展,其在凝聚态物理研究中愈加重要.本文简要介绍μSR技术的优越性和独特性,概述近期μSR技术在凝聚态领域的几... 详细信息

缪子自旋弛豫/旋转技术(muon spin relaxation/rotation,μSR)是一种高度灵敏的原子尺度磁性探测手段.随着μSR技术的不断发展,其在凝聚态物理研究中愈加重要.本文简要介绍μSR技术的优越性和独特性,概述近期μSR技术在凝聚态领域的几项重要进展和挑战,包括镍基超导体La_(3)Ni_(2)O_(7)和(R,Sr)NiO_(2)的磁性基态研究、笼目晶格超导体AV_(3)Sb_(5) (A=K,Rb)的电荷密度波研究、NaYbSe_(2)量子自旋液体“海洋”中沉浸的自旋“磁滴”和Cr_(2)O_(3)磁电表面附近磁单极子的研究,并简单阐述了国际上缪子源的建设情况和升级进展.

关键词：缪子自旋弛豫/旋转磁性超导量子自旋液体

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受激拉曼散射显微技术用于快速无标记病理成像

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中国激光 2020年第2期47卷 234-247页

作者：张博涵郭莉姚冽邹翔季敏标复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室上海200433 复旦大学附属华山医院神经外科上海200433

对病变组织进行快速成像以获取足够的诊断信息,可以帮助医生在术中做出重要决策。受激拉曼散射显微技术是一种新兴的无标记成像技术,利用生物分子自身的光散射性质,在不需要对组织进行任何处理的情况下即可获取类比于传统病理的成像结... 详细信息

对病变组织进行快速成像以获取足够的诊断信息,可以帮助医生在术中做出重要决策。受激拉曼散射显微技术是一种新兴的无标记成像技术,利用生物分子自身的光散射性质,在不需要对组织进行任何处理的情况下即可获取类比于传统病理的成像结果。越来越多的研究表明受激拉曼散射显微技术作为一种"虚拟组织成像"工具,可以迅速区分病变与正常组织。这篇综述主要阐述了受激拉曼散射显微成像的基本原理、发展现状及其在组织成像上的应用。

关键词：生物医学受激拉曼散射生物医学成像组织学无标记诊断

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电子能量损失谱探测银纳米棒与介质层强耦合的数值模拟

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物理学报 2022年第14期71卷 269-279页

作者：赵世杭张元吕思远程少博郑长林王鹿霞北京科技大学数理学院物理系理论物理研究所北京100083 郑州大学物理学院材料物理教育部重点实验室郑州450052 复旦大学物理学系应用表面物理国家重点实验室上海200438

表面等离激元与量子发射体间的强耦合现象通常通过散射、吸收以及荧光等远场光谱探测方法进行研究.利用高度聚焦的电子束,电子能量损失谱能够实现亚纳米尺度的局域探测,可以更加有效地研究强耦合现象.本文在理论上分别模拟了银纳米棒、... 详细信息

表面等离激元与量子发射体间的强耦合现象通常通过散射、吸收以及荧光等远场光谱探测方法进行研究.利用高度聚焦的电子束,电子能量损失谱能够实现亚纳米尺度的局域探测,可以更加有效地研究强耦合现象.本文在理论上分别模拟了银纳米棒、介质材料以及介质层包裹银纳米棒复合结构的电子能量损失谱.得到了可以与实验结果比拟的银纳米棒表面等离激元的电子能量损失谱.在上述复合结构的电子能量损失谱中观察到了谱峰的拉比劈裂,探究了银纳米棒尺寸对拉比劈裂的影响.分别在红外、可见光波段讨论了介质层的元激发与银纳米棒偶极辐射及高阶非辐射表面等离激元模式间的强耦合现象,从损失谱的空间分布成像角度探讨了强耦合引起的杂化等离激子(plexciton)的形成.本研究对强耦合现象的进一步实验和理论研究具有指导意义.

关键词：电子能量损失谱表面等离激元强耦合

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