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1. 鈮酸鋰鐵電納米疇的飛秒激光寫入

鈮酸鋰(LiNbO₃)，是一種很有前途的光通信和量子光子芯片材料。LiNbO₃納米光子學(xué)的最新突破，極大地促進(jìn)了高速電光調(diào)制器、頻率梳和寬帶光譜儀的發(fā)展。然而，在光學(xué)、聲學(xué)和電子等領(lǐng)域的鐵電疇工程中，傳統(tǒng)的電極化方法受限于二維空間和微米尺度的分辨率。

在此，來自南京大學(xué)的張勇等研究者，展示了一種非互易的近紅外激光書寫技術(shù)，用于在LiNbO₃中具有納米級分辨率的可重構(gòu)三維鐵電疇工程。研究者提出的方法是基于激光誘導(dǎo)電場，可以寫入或刪除晶體中的域結(jié)構(gòu)，取決于激光寫入的方向。該方法為LiNbO₃等透明鐵電晶體的可控納米疇工程提供了一條途徑，在高效混頻、高頻聲諧振器和大容量非易失性鐵電存儲器等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)論文以題為“Femtosecond laser writing of lithium niobate ferroelectric nanodomains”于2022年09月14日發(fā)表在Nature上。

圖1. 非互易激光寫入LiNbO₃鐵電疇工程的工作原理

圖2. LiNbO₃結(jié)構(gòu)域的納米尺度控制

圖3. 非互易三維激光刻寫制備納米結(jié)構(gòu)

圖4. 可重構(gòu)LiNbO₃納米域工程

2. 同位旋擴(kuò)展哈伯德模型模擬器中的可調(diào)諧量子臨界

研究電子強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，一直是推動凝聚態(tài)物理學(xué)前沿發(fā)展的重要動力。特別是在相關(guān)驅(qū)動的量子相變(QPTs)附近，多自由度的量子臨界漲落促進(jìn)了奇異的多體態(tài)和超越朗道框架的量子臨界行為。最近，moiré范德華材料的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，被證明是探索迷人的、強(qiáng)相關(guān)量子物理的高度可調(diào)量子平臺。

在此，來自南京理工大學(xué)的程斌和南京大學(xué)的繆峰等研究者，報(bào)道了在手性疊層扭曲兩個(gè)雙層石墨烯(cTDBG)中產(chǎn)生自旋谷同位旋的擴(kuò)展Hubbard模型的實(shí)驗(yàn)?zāi)M器中觀測到的可調(diào)諧量子臨界。標(biāo)度分析表明，當(dāng)廣義維格納晶體通過改變位移場過渡到費(fèi)米液體時(shí)，量子兩級臨界表現(xiàn)為兩個(gè)不同的量子臨界點(diǎn)，表明出現(xiàn)了一個(gè)臨界中間相。當(dāng)應(yīng)用高平行磁場時(shí)，量子兩級臨界演化為量子偽臨界。在這種偽臨界條件下，研究者發(fā)現(xiàn)量子臨界標(biāo)度只在臨界溫度以上有效，表明在此范圍內(nèi)存在弱一階QPT。該結(jié)果展示了一個(gè)具有復(fù)雜的多重自由度相互作用的高可調(diào)固態(tài)模擬器，可用于探索奇異的量子臨界態(tài)和行為。相關(guān)論文以題為“Tunable quantum criticalities in an isospin extended Hubbard model simulator”于2022年09月14日發(fā)表在Nature上。

圖1.?θ = 0.75°的cTDBG

圖2. 維格納晶體態(tài)的證據(jù)

圖3. 量子兩階臨界

圖4. 12-T平行磁場中的量子偽臨界

作者簡介

張勇，教授，博士生導(dǎo)師，教育部新世紀(jì)人才，首批國家優(yōu)秀青年基金獲得者。2002年在南京大學(xué)材料系獲得學(xué)士學(xué)位，2007年在南京大學(xué)物理系獲得博士學(xué)位，獲全國百篇優(yōu)博論文提名獎。2008年至2010年在美國Arkansas大學(xué)從事博士后研究。2010年2月全職回到南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院任職。主持并參與多項(xiàng)自然科學(xué)基金、教育部項(xiàng)目和科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等。從事的科研方向?yàn)榉蔷€性和量子光學(xué)，在Nature Photon.，Phys. Rev. Lett.，Nature Commun.，Optica，Adv. Mater.，ACS Nano，Nano Lett.，Appl. Phys. Lett.等刊物發(fā)表論文80多篇。

研究方向

利用微納結(jié)構(gòu)材料中新型非線性和量子光學(xué)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對空間光束的操控，并探討其在成像、傳感、通訊中的應(yīng)用。具體包括：空間光束（包括OAM光束、Bessel光束等）的非線性光學(xué)調(diào)控；突破衍射極限的超聚焦與超分辨成像；量子光纖傳感；量子Plasmon; 倍頻成像；Talbot自成像等。

繆峰，南京大學(xué)物理學(xué)院副院長、教授、博導(dǎo)，南京大學(xué)類腦智能科技研究中心負(fù)責(zé)人，江蘇“海智”專家聯(lián)合會信息科學(xué)委員會副主任。國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，中國物理學(xué)會“黃昆物理獎”獲得者，國際先進(jìn)材料學(xué)會IAAM獎?wù)芦@得者，國家“高層次人才特殊支持計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才入選者，科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才入選者，科技部國家重大科學(xué)研究計(jì)劃（青年）項(xiàng)目首席科學(xué)家，國家“海外高層次青年人才計(jì)劃”入選者，江蘇省“十大青年科技之星”（暨江蘇省青年科技獎）入選者，科睿唯安(Clarivate Analytics)全球“高被引科學(xué)家”，南京市五四青年獎?wù)芦@得者。

2004年本科畢業(yè)于南京大學(xué)物理系；2009年獲美國加州大學(xué)河濱分校物理學(xué)博士學(xué)位，同年獲得最佳博士畢業(yè)生獎和國家優(yōu)秀留學(xué)生獎；2009-2012年在美國惠普實(shí)驗(yàn)室（硅谷總部）任助理研究員；2012年全職回南京大學(xué)工作，并先后獲得江蘇省雙創(chuàng)人才、江蘇省杰出青年基金、江蘇省A層次“六大高峰”人才計(jì)劃等資助。

研究領(lǐng)域：固體電子學(xué)（納米電子學(xué)），凝聚態(tài)物理。

研究方向：主要從事二維材料電學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)研究，以及二維材料在信息器件領(lǐng)域的應(yīng)用研究。具體研究方向包括二維材料的量子電子輸運(yùn)與物性調(diào)控，場效應(yīng)電子器件，光電探測器，存儲器與類腦計(jì)算器件等。

科研成果：在二維材料電子輸運(yùn)與信息器件領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新成果，多項(xiàng)工作在國際同行中產(chǎn)生重要影響。作為第一作者或通訊作者在Science、Nature、Nature/Science子刊（>10篇）、Phys. Rev. Lett.等國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文，共發(fā)表SCI論文110余篇，Web of Science總引用23000余次，Google scholar總引用30000余次；已獲授權(quán)/申請美國與中國發(fā)明專利>30項(xiàng)。目前擔(dān)任Nature旗下期刊Scientific Reports和npj 2D Materials and Applications的編委，還擔(dān)任Nature、Nature Nanotechnology、Nature Materials、Nature Physics、Nature Electronics、Nature Photonics、Nature Comm.、Science Advances、Phys. Rev. Lett.等學(xué)術(shù)期刊的審稿人。

文獻(xiàn)信息

Xu, X., Wang, T., Chen, P.?et al.?Femtosecond laser writing of lithium niobate ferroelectric nanodomains.?Nature?(2022).https://doi.org/10.1038/s41586-022-05042-z

Li, Q., Cheng, B., Chen, M.?et al.?Tunable quantum criticalities in an isospin?extended Hubbard model simulator.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05106-0

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05042-z

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05106-0

https://optics.nju.edu.cn//yjtd/js/20200715/i119021.html

https://physics.nju.edu.cn/sz/jcrc/gjjcqnjjhdz/20210111/i185169.html

原創(chuàng)文章，作者：華算老司機(jī)，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2022/09/15/043bfb8bfa/

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