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近日，北京大学付恩刚教授课题组通过理论研究首次揭示了近期热门的疑似室温超导体LK-99的电子结构、声子振动模式和100 K-450 K温区下的电导率。从第一性原理出发，通过铜掺杂铅磷灰石晶体结构的电声性质模拟，团队成功解释了LK-99在实验室难以合成的根本原因，并预测了LK-99中一维通道氧原子在沿z轴通道中的动力学不稳定性。电导率计算结果则证实了LK-99的半金属性质，并给出了其室温超导性不成立...
北京大学物理学院谢心澄教授获第三届全国创新争先奖状
谢心澄 物理 获奖
2023/6/16
2023年5月30日，在第七个全国科技工作者日到来之际，为进一步表彰在面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康和社会服务等相关科技创新领域作出突出贡献的个人和集体，人力资源和社会保障部、中国科协、科技部、国务院国资委决定，授予7个团队第三届全国创新争先奖牌
2023年3月30日，《麻省理工科技评论》年度“35岁以下科技创新35人”（MIT Technology Review Innovators Under 35, MIT TR35）中国区榜单揭晓。
近日，北京大学物理学院量子材料科学中心王健教授被全球华人物理和天文学会（International Organization of Chinese Physicists and Astronomers, OCPA）授予2022年度“亚洲成就奖”（Achievement in Asia Award (AAA)，Robert T. Poe Prize）
铜氧化物高温超导材料具有在常压下最高的超导临界温度（Tc），并且材料中的电子强关联性还导致了丰富的物理现象。研究者一直试图从这些复杂交织的自由度中找出超导库珀配对的关键驱动因素，其中的一个思路是寻找与Tc直接相关的能量尺度。正是在这一思路下，传统超导体中的同位素效应（较轻的同位素具有较高的Tc）强有力地支持了BCS理论的建立——原子质量决定了声子能量，而声子能量又与Tc直接相关。
深紫外LED器件因对新型冠状病毒具有显著的灭杀效果而成为面向人民生命健康的国家重大需求，高铝组分铝镓氮（AlGaN）的高效p型掺杂是实现高性能深紫外LED器件的关键。然而，AlGaN中镁（Mg）杂质离化能很大，成为实现其高效p型掺杂的核心难题。短周期超晶格技术路线能有效降低AlGaN中Mg杂质的离化能，并通过微带有效提升载流子输运性能；但是，短周期超晶格中微带的形成要求可控制备亚纳米厚度势垒层，这...
铁磁材料中只存在右手手性的磁振子，因此在自旋电子学的研究中通常只考虑一个独立的本征自由度，即电子的自旋。2014年，德州大学奥斯汀分校牛谦教授与合作者在理论上提出反铁磁材料中可以同时存在右手和左手手性的磁振子，并携带相反的角动量。后续理论工作表明，磁振子的手性可以作为一种独立的自由度，右手和左手手性的线性叠加可以产生有趣的量子态，即磁振子isospin (又称Bloch sphere)，由此可以实...
在自旋非零（通常由铁磁序引起）的激子（电子-空穴对）凝聚体中，由于激子内部的库伦吸引势起到了类似超导配对势的作用，因此该激子凝聚体可以通过其自旋与磁场梯度的耦合，产生出一系列与传统电荷超导相对应的效应。上述理论最早于2011年（Physical Review B 84, 214501）由谢心澄院士和孙庆丰教授等人提出，这种新奇的物态也相应地被命名为“自旋超导态”。此后，自旋超导这一概念受到了持续关...
二维过渡金属硫族化合物是最具应用前景的二维量子材料体系之一，具备层数依赖的可调带隙、自旋-谷锁定特性、超快响应速度、高载流子迁移率、高比表面积及独特的光/电催化活性，同时兼容当代微纳加工工艺，有望推动新一代量子材料技术应用的变革。实现上述极致性能的前提是获得高质量的晶体材料。当前，虽然二维过渡金属硫族化合物单晶的晶圆级制备已经实现，但是如何进一步降低其缺陷密度以实现高品质材料合成依然面临巨大挑战。
探索信息储存和传输的新方式是凝聚态物理领域中的重大挑战之一。自旋电子学利用电子的自旋自由度作为信息载体。由于器件的局域磁性很难被直接探测，有效的自旋-电荷转换是自旋电子学应用的一个先决条件。近年来，随着带有显著相对论性自旋-轨道耦合的材料被发现，逆自旋霍尔效应和逆拉什巴-爱德斯坦（Rashba-Edelstein）效应被广泛运用于将自旋流和自旋压转换为电流。这些效应依赖于准粒子的扩散输运，因此自旋...
近来，本征二维磁性拓扑绝缘体锰铋碲（MnBi2Te4）材料因观测到陈绝缘体、轴子绝缘体等一系列新奇的量子现象而备受关注。相较MnBi2Te4材料，MnSb2Te4材料的制备窗口更大，此前研究发现Mn（锰）和Sb（锑）原子的替位浓度会随着生长条件的不同而不同，进而改变材料的磁基态。因此，在二维极限下，揭示铁磁和反铁磁的MnSb2Te4材料在层数、温度、外磁场参数空间下的磁状态，对进一步开展其拓扑性质...
作为一种磁性拓扑绝缘体，锰铋碲晶体（MnBi2Te4）自被发现以来一直备受关注；其量子化现象一般在实验中通过外磁场辅助来观测。一方面，磁场诱导的交换能隙使得量子反常霍尔相更容易被测度，然而另一方面，强磁场也会诱导量子霍尔效应，因此，对于实验观测到的拓扑相是量子霍尔相、量子反常霍尔相或二者的共存相，尚存疑问。通常情况下，实验制备的MnBi2Te4拥有极低的迁移率（74 cm2·V-1·s-1～150...
二维磁性材料自2017年被发现以来，已成为物理学及相关领域的研究热点之一。单层二维磁性材料因具有原子级厚度，为研究极限厚度下光与物质相互作用和相关磁光电现象提供了平台；另外，二维磁性材料因具有层状结构，可与其他材料形成范德华接触，为构建种类丰富的高性能磁光电器件提供了可能，在下一代信息技术领域具有广阔的发展前景。
基于场效应晶体管（FET）的大规模集成电路是信息时代的基石。在过去的半个多世纪，遵循摩尔定律，FET的尺寸不断缩小，芯片上FET数量得以不断增加，芯片功能日趋多元化。如今，市场上的硅基晶体管尺寸已经降至18 nm栅长。由于受到短沟道效应的影响，继续缩短栅长，器件性能会大幅度下降，这引发了半导体业界对于摩尔定律失效的担忧。相比于三维体材料，二维材料因尺度极薄而具有更好的栅控性能，因表面光滑无悬挂键而...
二维晶态超导体因具有反常金属态、量子格里菲斯相和伊辛超导电性等诸多新奇特性，得到国际学术界的广泛关注。早期理论指出，在二维玻色体系中不存在金属态。近年来，多个实验研究组分别在不同的二维超导体系中观测到了反常金属态（亦称为量子金属态）的可能迹象。然而，由于外界高频噪声会对二维超导体系（尤其是微纳尺度的超导器件）的极低温电输运性质产生显著影响，使得此前没有经过有效滤波的实验结果遭受质疑。因此，极低温下...