9月14日，南京大學(xué)連發(fā)2篇Nature。截至目前，南京大學(xué)今年在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Nature和Science上發(fā)表的成果已達(dá)10篇。

  突破傳統(tǒng)飛秒激光的光衍射極限

  南京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種新型非互易飛秒激光極化納米鐵電疇技術(shù)，并在鈮酸鋰晶體中成功演示了激光3D打印納米鐵電疇，相關(guān)工作以"Femtosecond laser writing of lithium niobate ferroelectric nanodomains"為題發(fā)表在Nature上。團(tuán)隊(duì)發(fā)明的新技術(shù)，突破了傳統(tǒng)飛秒激光的光衍射極限，是在下一代光電芯片制造領(lǐng)域的重大突破。論文通訊作者為南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院張勇教授，第一作者為頊曉儀博士和王天新同學(xué)。

  此次，南京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種新型非互易激光極化鐵電疇技術(shù)，將飛秒脈沖激光聚焦于鈮酸鋰晶體內(nèi)部進(jìn)行直寫，得到了納米線寬的三維鐵電疇結(jié)構(gòu)。這一工作將飛秒激光極化技術(shù)與鈮酸鋰鐵電疇工程有機(jī)結(jié)合，突破了傳統(tǒng)技術(shù)的壁壘，首次在三維空間實(shí)現(xiàn)了納米鐵電疇可控制備。將其應(yīng)用于量子光學(xué)領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)高效、高維和窄線寬量子糾纏產(chǎn)生；在電子學(xué)領(lǐng)域，可以推動(dòng)高性能鐵電疇壁納米電子器件的發(fā)展；在聲學(xué)領(lǐng)域，納米周期的鐵電疇結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)超高頻聲學(xué)諧振器和濾波器。飛秒激光極化技術(shù)可以進(jìn)一步應(yīng)用于其他鐵電晶體，包括鉭酸鋰和磷酸鈦鉀晶體等，并促進(jìn)高性能三維光、聲、電集成器件的發(fā)展。

  該項(xiàng)研究工作得到了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、固體微結(jié)構(gòu)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和人工微結(jié)構(gòu)科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心的支持。

  論文鏈接：

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

  “原子樂高”量子模擬領(lǐng)域取得新突破

  南京大學(xué)物理學(xué)院繆峰教授合作團(tuán)隊(duì)通過"原子樂高"的方式，搭建了基于轉(zhuǎn)角石墨烯莫爾超晶格體系的SU(4)同位旋-擴(kuò)展哈伯德模型量子模擬器，首次觀測(cè)到釘扎在莫爾超晶格上的一種特殊的電子晶體態(tài)：廣義同位旋維格納晶體，在量子模擬前沿領(lǐng)域取得新突破。相關(guān)研究成果以 Tunable quantum criticalities in an isospin extended Hubbard model simulator（同位旋擴(kuò)展哈伯德模型模擬器中的可調(diào)量子臨界性）為題在線發(fā)表在Nature上。南京大學(xué)物理學(xué)院繆峰教授與南京理工大學(xué)理學(xué)院程斌教授為論文的共同通訊作者，南京大學(xué)物理學(xué)院李喬博士為論文的第一作者。

  在實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)通過垂直電場(chǎng)對(duì)電子關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的原位調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)了該電子晶體的量子融化，并首次觀測(cè)到了量子融化的“中間態(tài)”，并揭示了這一量子“中間態(tài)”的演化機(jī)制。基于該體系中解耦的能谷自由度和自旋自由度，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過對(duì)水平磁場(chǎng)的原位調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了該擴(kuò)展哈伯德模型量子模擬器的內(nèi)稟自由度從SU(4)到SU(2)的連續(xù)演化，并在高磁場(chǎng)下首次觀測(cè)到"量子贗臨界性"。

  該工作得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)/面上項(xiàng)目、國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金、中科院先導(dǎo)B等項(xiàng)目的資助，以及固體微結(jié)構(gòu)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、人工微結(jié)構(gòu)科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心等支持。

  論文鏈接：

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

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