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張清明教授研究組在低維量子材料和自旋阻挫體系方面取得重要研究進展

| 2016-12-19


張清明 研究組 供稿 


近兩年內,物理系張清明研究組在低維量子材料和自旋阻挫體系方面取得一系列的重要科研進展,在國際頂級物理學期刊上連續發表了九篇高端學術論文,包括一篇《科學》、一篇《自然》、五篇《物理評論快報》、一篇《美國科學院院刊》和一篇《自然通訊》,其中三篇《物理評論快報》、一篇《美國科學院院刊》和一篇《自然通訊》是以中國人民大學為第一和通訊單位,其它四篇論文是與美國斯坦福大學、清華大學和復旦大學合作完成的。

這些重要突破包括:1、合成出一種基于強自旋軌道耦合、有效自旋1/2的量子自旋阻挫、三角格子材料YbMgGaO4并生長出單晶。通過綜合運用極低溫下熱力學測量、mu自旋弛豫和中子散射等手段,確定了無能隙量子自旋液體的基態,建立了自旋哈密頓量。這項發現引起國際量子自旋液體領域的高度關注,形成了該領域一個新的研究高潮;2、以層狀MoS2為原型材料揭示了一種新的磁場調控的拉曼增強現象。發現特殊對稱性的振動模式會被磁場極大增強,通過理論分析,發現這個現象是對稱性依賴具有普適性,有望開辟一個非彈性光散射的新分支;3、在MnBi基體系中揭示了磁性和狄拉克電子之間的相互影響,發現層間磁相互作用能夠打開狄拉克電子能隙,為研究和發展磁性狄拉克電子器件提供可能。

這一系列研究成果的合作單位還有上海交通大學、中國科學院物理研究所、美國內華達大學拉斯維加斯分校、美國路易斯安娜州立大學、合肥強磁場科學中心、英國Rutherford Appleton實驗室和德國Augsburg大學等研究機構。主要的合作研究組包括陳長風(UNLV)、王孝群(交大)、俞榕(人大)等。

張清明教授是物理系的主要創建人之一,曾負責凝聚態物理實驗室的籌建和運行。長期以來,他的課題組致力于關聯電子體系非彈性光散射、低維體系元激發和復合極端條件下的非彈性光散射技術等方面的研究。通過自主設計與研制,搭建了兩臺先進的低溫、強磁場和高壓拉曼散射系統,上述成果中的拉曼散射研究均是在這兩臺非常有特色的系統上完成。近年來,他的研究組也投入大量精力探索新型功能材料,在量子自旋阻挫體系探索取得了多項重要進展、引起國際同行的廣泛關注。