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中国科学院物理研究所笼目六角反铁磁Mn3Ga单晶室温大反常霍尔效应（图）
铁磁 霍尔效应 电子学器件
2024/4/16
笼目（kagome）结构磁性材料具有独特的准二维晶体结构、可调控的拓扑能带结构和磁结构，从而表现出大的反常输运行为、磁斯格明子、手性反常等诸多新奇的物理特性。其中，笼目六角反铁磁Mn3X（Ga、Ge、Sn）合金具有拓扑能带结构，可以表现出大的磁电响应效应。同时，兼具反铁磁无杂散场、本征频率高等特性，是新型反铁磁自旋电子学器件理想的候选材料。近年来，Mn3Sn和Mn3Ge在实验上已经相继被证实其具有...
中国科学院物理研究所NiTe2约瑟夫森结中的棱态超流（图）
量子材料 拓扑
2024/4/16
量子材料中存在的边界态，包括三维拓扑材料中的二维表面态、二维拓扑材料中的一维边缘态以及高阶拓扑材料中的一维棱态、角态等，一直以来都引人关注。最近发现的非常规阻塞（obstructed）原子材料因为拥有阻塞边界态而引起了广泛的研究兴趣，其阻塞态源于这类非常规材料的电子电荷中心与原子位置不重合。这些边界态中的电子往往具有独特的行为，如低耗散的输运、自旋动量锁定及自旋极化等。此外，探索这类边界态中诱导的...
中国科学院物理研究所条形磁畴轨道中实现反斯格明子电流驱动的突破（图）
磁畴轨道 电流驱动 纳米尺度
2024/4/16
具有拓扑特性的纳米尺度磁性（反）斯格明子有望作为新型磁性信息单元构建高密度、高速度、低功耗的磁性信息器件来满足大数据、云计算、智能化信息时代的迫切需要，是当前凝聚态物理和自旋电子学领域的研究热点和关键科技应用前沿。然而，磁性（反）斯格明子不容易被电流驱动，而且一旦开始运动，还会受到内禀斯格明子霍尔效应的马格努斯力而侧向偏转甚至湮灭导致信息丢失，使得利用电流驱动磁畴结构实现数据信息传输寻址功能的拓扑...
中国科学院物理研究所笼目超导体CsV3Sb5中堆垛有序-无序相变的实验观测（图）
超导体 相变 观测
2024/4/16
二维笼目晶格材料体系具有独特的晶格结构以及非平庸的拓扑能带结构，如范霍夫奇点、平带以及狄拉克锥等，为研究几何阻挫、电子关联效应以及拓扑量子物态等新奇物性提供了一个全新平台。另一方面，伴随着二维材料的深入研究，人们逐渐意识到堆叠方式是调控材料物性的一个关键自由度，在对称性破缺以及多种演生现象等方面发挥着重要作用。近年来，笼目超导体CsV3Sb5引起了人们广泛的研究兴趣，呈现出一系列新颖的关联现象，如...
中国科学院物理研究所5d强SOC氧化物SrIrO3低维体系研究进展（图）
金属氧化物 钙钛矿结构
2024/4/16
作为5d过渡金属氧化物的典型代表之一，钙钛矿结构的SrIrO3（SIO）中自旋-轨道耦合（SOC）及电子关联能（U）相当，二者的相互竞争使得SIO中存在丰富多彩的新奇量子效应，如金属-绝缘体转变，顺磁-反铁磁转变、以及Mott绝缘体-Slater绝缘体中间态。在3d - 5d氧化物异质界面上，3d体系引入的强电子-电子关联（EEC）能够调控界面附近电子的相互作用从而诱导出新奇物性。然而有关3d -...
中国科学院物理研究所超模光学微腔中的强布里渊光力耦合（图）
光学 耦合 激光
2024/4/16
布里渊散射来源于材料中光子与声子的相互作用，是由材料的电致伸缩效应和光弹效应共同作用而产生的。受激布里渊散射过程将一个泵浦光子转化成一个频率降低的斯托克斯光子和一个声学声子。当泵浦光提供的增益大于光子或声子的传播损耗时，即可产生相干性极高的布里渊光子激光或声子激光。利用光学微腔或微纳波导可进一步增强光声相互作用，从而降低受激布里渊散射的阈值。2024年来，研究者已在多种光学微腔体系中实现布手机布里...
中国科学院物理研究所Ta2Pd3Te5中激子绝缘态证据（图）
激子绝缘 耦合 晶体
2024/4/16
材料中电子和空穴通过吸引库伦相互作用形成束缚电子－空穴对，被称为激子。在窄带隙半导体或半金属（带隙为负）中，当激子束缚能超过带隙，在足够低的温度下激子会发生凝聚，形成一类奇特的关联绝缘基态——激子绝缘体态。激子绝缘体的概念在半个世纪前就已经被提出，但在真实材料中是否存在一直是争论的话题。激子凝聚过程中电子态对称性破缺，通过电子－晶格耦合引起晶体对称性破缺，导致电子和晶格不稳定的共存。目前仅有很少的...
中国科学院物理研究所先进制造突破非晶合金的材料尺寸限制（图）
非晶合金 高性能 金属材料
2024/4/16
高性能金属材料广泛应用于国民经济、社会发展、国防建设和人民生活的各个领域，成为保障经济建设、社会进步和国家安全的重要基石，是加快形成新质生产力的重要抓手，也是建设制造型强国和创新型国家的关键支撑。传统的金属材料往往基于一到两种主要元素，形成长程有序的晶格结构，因此，可归类为由化学有序和拓扑有序主控的有序合金。非晶合金又称金属玻璃（Metallic Glasses），它是一类突破了传统金属有序结构主...
中国科学院物理研究所全氮化物铁磁/超导界面近邻效应（图）
氮化物铁磁 超导界面 磁性材料
2024/4/16
超导体（S）和铁磁体（F）之间的界面是凝聚态物理研究者们关心的问题之一，两者界面耦合产生了许多有趣的物理现象，例如（反）磁近邻效应、自旋三重态及马约拉纳费米子等。S/F界面的磁近邻效应是由界面两侧的电子自旋之间的交换相互作用，导致抑制磁序或出现非传统超导电性。当磁性材料靠近超导体时，磁场进入超导体内仅几纳米的区域，并破坏了库珀对，导致界面的超导行为发生空间变化，从而显著影响两侧材料的宏观物理特性。...
中国科学院物理研究所衬底台阶/截止层对薄膜物性的影响：SrRuO3“死层”现象新视角（图）
薄膜 界面 二维电子 拓扑
2024/4/16
复杂氧化物异质结构因其丰富的物理现象而收到极大的关注，如铁磁性、铁电性、界面二维电子气、拓扑自旋纹理、应变诱导的超导性等。然而，在氧化物异质结的设计中存在一个局限：当厚度减小到一定程度时，薄膜会表现出与其对应块体性质截然不同的“死层”现象。作为一个典型的例子，4d过渡金属氧化物SrRuO3（SRO）的块体具备铁磁金属基态，居里转变温度约160K。但在SrTiO3（STO）等基底上生长的超薄SRO薄...
中国科学院物理研究所发现新型层状钴基硒氧化物超导体（图）
钴基硒氧化物 超导 晶体结构
2024/4/16
超导研究是凝聚态物理领域中最引人注目的研究方向之一，不仅体现在超导体系的多样性为基础研究提供了丰富的研究对象，也归因于超导材料在电力能源和强磁场等方面具有其他功能材料无法取代的优势。相对于常规的超导材料，非常规超导电性的出现打破了经典BCS超导理论的制约。非常规超导材料中观察到的高TC、d 波（s±波、p波）配对、相图中超导相与结构和磁性的关联等，凸显了经典超导理论的危机，又为新的超导...
中国科学院物理研究所电子辅助实现斯格明子磁泡的生成和直线运动（图）
电子 大数据 云计算 智能
2024/4/16
大数据、云计算、智能化的信息时代迫切需要高密度、高速度、低功耗的磁性信息处理方案。以磁性斯格明子为代表的磁矩空间排列具有拓扑构型的新型磁畴结构，亦即拓扑磁畴结构，有望作为新型磁性信息单元，大幅度提高存储密度的同时兼具数据信息使役稳定性和读写技术方法多样性的优势，是当前自旋电子学领域的研究热点和关键科技应用前沿。诺贝尔奖获得者Albert Fert教授提出的新型拓扑磁赛道存储和美国科学院院士Park...
中国科学院物理研究所二维vdW体系低压力驱动的可逆巨压卡效应（图）
固态体系 相变过程
2024/4/16
由磁场、电场、静水压力场、单轴应力场等外场驱动固态体系发生相变从而产生的热效应为固态卡效应（磁卡、电卡、压卡及弹卡效应），借助这些效应，能够获得清洁高效的新型制冷手段。在压卡材料中，多元醇塑晶的出现使卡效应大小实现数量级的提升，数值与商用制冷剂氟利昂持平。然而，由于其固有的紧密三维氢键结构，使相变过程中体积变化较小，对压力响应不敏感，同时两相间较大的几何不兼容性引起显著的相变滞后效应，造成低压力场...
中国科学院物理研究所磁近邻效应和界面电荷转移诱导的层状铁磁结构（图）
界面 电荷转移 铁磁结构
2024/3/16
钙钛矿镍氧化物作为典型的关联电子体系，表现出如金属-绝缘体相变、拓扑结构相变等一系列丰富的物性。近期，由于112相和327相镍基超导体系的陆续发现，更是让镍氧化物成为了功能氧化物材料/器件研究领域的热点。通常，钙钛矿镍氧化物随着温度的降低将发生金属-绝缘体相变，同时伴随着磁性在的顺磁-反铁磁相变。而LaNiO3成为了钙钛矿镍氧化物中唯一在全温区保持泡利顺磁性的体系。因此，从实验或理论的角度设计和调...
中国科学院物理研究所ABC三层石墨烯中的电子-红外声子耦合（图）
石墨烯 电子 红外声子耦合
2024/3/16
堆垛是二维层状材料一个独特的结构自由度，在对称性破缺和各种新奇的电学、光学、磁学以及拓扑现象等方面发挥着重要作用。 例如，与具有中心对称性的2H堆垛双层二硫化钼形成明显对比，3R堆垛双层二硫化钼的空间反演对称性是破损的，为光谷电子学和非线性物理提供了一个理想平台。2024年来，三层石墨烯引发了研究人员的广泛关注。通常，三层石墨烯可呈现出两种不同的堆叠几何构型：ABC堆垛和ABA堆垛。ABC堆垛和A...