| 讲座题目 | 基于二维结构基元的拓扑材料单晶生长与物性研究 | ||||
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| 主办单位 | 福建省新材料制备与成形技术重点实验室 | ||||
| 联合主办单位 | |||||
| 讲座人 | 王刚 | 讲座人 职称 | 正高 | 主持人 | 陈洪祥 |
| 讲座类型 | 自然科学 | 讲座对象 | 全校师生 | 时间 | 2025-11-09 09:00 |
| 地点 | 教学实验楼433会议室 | ||||
| 讲 座 人 简 介 | 中国科学院物理研究所研究员、博士生导师。一直从事功能晶体单晶生长与物性研究，发表SCI论文105篇，授权国际发明专利6项。承担国家自然科学基金杰出青年科学基金、优秀青年科学基金、重点项目、面上项目和国家重点研发计划项目等。担任中国硅酸盐学会理事、The Innovation编委和Powder Diffraction编辑等。获得国家自然科学奖二等奖（3/5）、中国科学院科技促进发展奖（3/10）和茅以升科学技术奖-北京青年科技奖等奖励。 | ||||
| 讲座 主要内容 | 近年来，基于二维结构基元的新型拓扑材料探索已成为凝聚态物理研究的前沿领域，多项突破性工作揭示了这些材料在基础物理研究和潜在器件应用方面的巨大价值。研究人员通过精准设计和制备具有特定二维结构基元的晶体，发现了一系列具有新奇物性的拓扑量子材料。 在二维自旋轨道狄拉克点材料研究方面，成功制备的HfGe0.92Te 单晶具有非点式对称的四方二维Ge层，其独特能带结构包含三类狄拉克点，其中包括对自旋轨道耦合具有鲁棒性的潜在自旋轨道狄拉克点。该材料的准二维特性使得通过机械剥离获得单层并实现二维自旋轨道狄拉克点成为可能。尤为引人注目的是，在HfGe0.92Te单晶(001)表面观测到高达5535±308 pm V？1的表面二阶非线性极化系数和3.75‰的高表面倍频转换效率，展现了其在非线性光学领域的应用潜力。另一方面，基于二维As层构建的正交结构ErAsS单晶在顺磁态下表现出受晶体对称性保护的沙漏型表面态和一维棱态。理论计算表明ErAsS属于拓扑不变量Z？= 2的拓扑晶体绝缘体，角分辨光电子能谱实验证实了其理论预测的能带结构。该材料同时具备高的电子和空穴迁移率，且结构稳定、易于解理，是研究沙漏型表面态及其输运特性的理想平台。其磁结构在3.27 K以下转变为共线反铁磁态，这种磁性可调制拓扑物相转变。同时含有四方二维As层和Ce-Cu-As结构基元的CeCuAs2单晶表现出显著的各向异性负磁电阻效应，在2 K低温和9 T磁场下达到-15%。通过排除手性反常机制，并结合观测到的自旋玻璃行为（冻结温度约4.5 K）以及归一化负磁电阻与磁化率相似的温度依赖性，研究表明其负磁电阻很可能源于自旋玻璃态引起的自旋散射机制。该材料中由Ce-Cu-As结构基元主导的强自旋-电荷相互作用为理解拓扑材料中的新型磁电阻行为提供了新视角。在笼目晶格拓扑材料方面，RETi3Bi4 等材料结合了笼目晶格的几何阻挫、拓扑平带与磁性，为研究拓扑、关联和磁性的相互作用提供了独特平台。以EuTi3Bi4为例，其面外铁磁、层间反铁磁的序构型与时间反演对称和半平移对称性共同保护了拓扑表面态在磁有序温度上下稳定存在，类似于量子反常霍尔反铁磁拓扑绝缘体。这些系统性研究进展凸显了基于二维结构基元设计拓扑材料的有效性和广阔前景，为开发下一代自旋电子学、非线性光学器件和拓扑量子计算等奠定了基础。 | ||||
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