学科: 凝聚态物理

研究利用扫描隧道显微镜观察石墨烯量子霍尔边缘态，揭示电子相互作用如何在磁尺度和原子尺度上塑造边缘结构，为探索二维拓扑相边缘物理提供新工具。

标签: 扫描隧道显微镜 拓扑相 石墨烯 边缘态 量子霍尔效应

多重拓扑半金属的拓扑能带交叉点处存在相反手性的费米子。本研究利用拓扑能带的量子几何，在无磁场条件下将不同手性费米子过滤到陈数极化态，实现了相反手性电流的实空间分离（通过量子干涉证明）。基于PdGa器件，研制出的手性费米子阀具有空间分离手性费米子、可调电流诱导磁化及可控量子干涉平台三大特性。

PtBi₂是一种拓扑超导体，其表面超导，电子配对呈前所未有的六重对称模式，边缘自然存在马约拉纳粒子，为未来量子计算的容错量子比特研发提供重要材料。

标签: 拓扑超导体 电子配对 量子比特 马约拉纳粒子

超导通常需极低温度，富氢材料实现高温超导，但超导能隙测量困难。新隧道技术首次测得H₃S能隙，揭示其超导机制与电子-声子相互作用有关，推动室温超导研究。

标签: 富氢材料 超导能隙 隧道谱技术 高温超导

科学家在常压下合成出双层镍酸盐单晶,该材料在高压下超导转变温度最高达96 K。这项研究解决了镍酸盐超导体晶体生长的关键问题,弄清了超导态结构,并为获得更高超导温度指明了有效方向。

标签: 单晶合成 晶格畸变 超导转变温度 镍酸盐超导体 高压

金属中电子集体运动可产生特殊功能，此前主要见于超导体。本研究在kagome金属CsV3Sb5常态下发现相干电荷输运：面内磁场中，介观晶体柱出现磁电阻振荡，周期由相邻kagome层间磁通量子h/e决定，为新型集体电子态。该态非超导，助力理解kagome金属，为关联电子系统相干输运开辟新方向。

标签: kagome金属 相干电荷输运 磁电阻振荡 集体电子态

二维莫尔材料由人工堆叠原子级薄层形成。研究发现，飞秒光激发可驱动2°和57°扭转WSe₂/MoSe₂异质双层中莫尔超晶格的相干扭转-解扭运动，这由超快电子衍射直接观测到。该运动由超快电荷转移驱动，有望实现对莫尔周期性晶格畸变及相关局域势的超快控制。

标签: 电荷转移 相干扭转-解扭运动 超快光激发 超快电子衍射

光与物质激发的耦合是实现光子相互作用的关键，对高效光电子器件至关重要。本研究在范德华反铁磁体CrSBr中实现了自杂化极化激元的电激发，通过石墨烯隧道结中隧穿电子向邻近CrSBr层强束缚激子的能量转移，可激发双层至250纳米厚度的晶体。电致发光的强线偏振证实激子起源，为电生成极化激元和未来自旋电子器件提供新途径。

标签: 电激发 自杂化激子极化激元 范德华反铁磁体 铬硫溴化物 隧穿电子

多数超导材料仅在极低温度下工作，难以用于日常技术。美国能源部支持的宾州州立大学团队开发新计算方法，结合BCS理论与密度泛函理论，基于熵理论预测超导性，或助力发现更高温（甚至近室温）超导材料。

标签: BCS理论 临界温度 密度泛函理论 熵理论 超导性