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“界面反射中量子化的反常位移环流”首次被发现

  近日,我校“元光学者”、材料科学与工程学院青年教师、新型电子功能材料刘国栋研究团队的讲师刘影博士及其合编辑在界面反射研究领域取得重要进展,以第一编辑身份在国际学术期刊《物理评论快报》上发表论文,论文标题为“界面反射中量子化的反常位移环流”。

  在物理学中,量子化的可观测宏观物理量是非常稀少的。然而,这些物理量在物理学中都是非常重要和受到人们广泛关注的。例如量子霍尔效应中量子化的霍尔电导率和超流体中的量子化的环流,都是物理学中极其重要的研究成果,不仅是因为它们揭示了深刻的物理学原理,也因为提供了罕见的、弥足珍贵的高精度测量的可能。

  在该工作中,刘影博士等人在一个普遍存在的物理过程:界面反射中,发现了一个新的量子化物理量,即:界面反射中反常位移的环量积分是量子化的。该工作首先通过对称性分析,给出了量子化反常位移环流的存在条件,然后使用具体的模型计算直接证明反常位移的环量积分具有量子化的特性。

  特别值得关注的是,该量子化结果可以用来探测非平庸介质的拓扑特性:如近年来外尔半金属越来越受到研究人员的注意,该工作为探测外尔点的拓扑电荷提供了新的可行性方法。同时,该结果也可以推广到金属/超导界面反射中,为探测超导体的配对势提供新思路。

 

 

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图:界面反射示意图 (CAS:反常位移的环流), 反常位移在界面的数值结果(WSM:外尔半金属,代表拓扑电荷; Chiral S:手性的p波超导,代表手性超导的手性)。 

 

  《物理评论快报》由美国物理学会出版,是物理领域公认的最具权威性的学术杂志。

  文章编辑为刘影博士、余智明教授(北京理工大学)、肖聪博士(美国德克萨斯州大学奥斯汀分校)和杨声远教授(新加坡科技大学)。

  文章链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.076801

 

 图文/刘影 审核/刘国栋

 

 

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