手性磁体中的光诱导双半子
2026-06-16
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心先进材料与结构分析实验室A06组李建奇、杨槐馨团队，依托综合极端条件实验装置D4超快电镜实验站，通过洛伦兹透射电镜、飞秒激光脉冲激发及正负磁场调控等综合技术手段，系统研究了手性磁体Co8Zn8Mn4中激光诱导产生的磁性双半子。研究发现，在室温环境下，特定能量的激光脉冲可激发并诱导产生两种不同手性的布洛赫型（Bloch-type）双半子态。
拓扑磁畴结构，如磁斯格明子（Skyrmions）和双半子（Bimerons），凭借其纳米级尺寸、高稳定性和易于驱动等特性，被视为构建下一代高性能自旋电子器件的关键载体。实现拓扑磁畴结构的超快、精准调控一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿热点。特别是在室温条件下实现拓扑态的可控成核，对推动其实际应用具有至关重要的意义。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心先进材料与结构分析实验室A06组李建奇、杨槐馨...
2026-06-09
近期，陈黎明教授用户团队与超快X射线动力学实验站开展合作研究，实现了单一等离子体靶内的LPWFA，在高电荷量及高能量转换效率激光等离子体电子加速研究方面取得新进展。
激光尾波场加速（Laser wakefield acceleration, LWFA）利用超强激光在等离子体中激发强尾波场，可提供远高于传统射频加速器的加速梯度，进而产生高能量、高亮度电子束，是发展紧凑型高能加速器和辐射源的重要方案。然而LWFA的加速距离会受到激光衍射、电子失相等因素限制，激光到电子的能量转换效率通常仅为千分之几。此外束流驱动等离子体尾波场加速（Beam-driven Plasma wakefield acceleration, PWFA）则利用高能、高亮度电...
2026-06-05
中国科学院物理研究所吕力团队最新研究发现，约瑟夫森结本身固有的非线性电流-电压特性即可导致第一级台阶消失，并伴随出现独特的“锯齿形”过渡边界。基于Al/WTe2平面约瑟夫森结的微波辐照实验，并结合非线性电阻-电容分流结（NRCSJ）模型进行模拟，该研究揭示了传统电阻-电容分流结（RCSJ）模型所无法解释的锯齿形转变线特征，表明结的本征非线性效应是产生开关跳变和第一Shapiro台阶消失的普适机制。作者呼吁，在将第一级台阶缺失归因于马约拉纳物理之前，应开展更为全面的微波谱分析。
内容速览第一级Shapiro台阶的消失曾长期被视为马约拉纳束缚态的关键实验证据之一。然而，中国科学院物理研究所吕力团队最新研究发现，约瑟夫森结本身固有的非线性电流-电压特性即可导致第一级台阶消失，并伴随出现独特的“锯齿形”过渡边界。基于Al/WTe2平面约瑟夫森结的微波辐照实验，并结合非线性电阻-电容分流结（NRCSJ）模型进行模拟，该研究揭示了传统电阻-电容分流结（RCSJ）模型所无法解释的锯齿形转变线特征，表明结的...
2026-05-27
中国科学院物理研究所依托综合极端条件实验装置D4实验站的超快电镜系统，利用自由电子与相位匹配光栅近场相互作用引起的电子束横向展宽效应，发展了一种无需能量过滤系统即可测量脉宽的新方法。该方法通过电子束的横向展宽幅度随时间的变化直接获取电子脉冲的时域轮廓，实现了对UEM中电子脉冲特性的快速、高精度测量，并揭示了静电透镜时间像差对脉冲不对称展宽的主导作用。
超快电子显微镜（UEM）凭借亚纳米空间分辨率和亚皮秒时间分辨率，已成为研究非平衡态结构动力学的关键表征手段。电子脉冲宽度直接决定了UEM的时间分辨率极限，其精确诊断对仪器优化与实验设计至关重要。然而，现有脉宽测量方法普遍存在设备复杂、效率受限等不足。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心先进材料与结构分析实验室（A06组）李建奇、杨槐馨课题组长期致力于发展更高时空分辨能力的超快电子显微镜。近期...
2026-05-25
近日，综合极端条件实验装置（SECUF）再次彰显其在物质科学前沿研究中的核心支撑作用。依托该装置的极低温强磁扫描隧道实验站（A7），上海交通大学李政道研究所丁洪院士团队联合中国科学院物理研究所等多个单位，在铁基超导体KFe<sub>2</sub>As<sub>2</sub>中首次观测到量子磁通涡旋的分数化与斯格明子形成。
近日，综合极端条件实验装置（SECUF）再次彰显其在物质科学前沿研究中的核心支撑作用。依托该装置的极低温强磁扫描隧道实验站（A7），上海交通大学李政道研究所丁洪院士团队联合中国科学院物理研究所等多个单位，在铁基超导体KFe2As2中首次观测到量子磁通涡旋的分数化与斯格明子形成，相关成果发表于国际顶级期刊Science。 极低温与高分辨扫描隧道谱：SECUF创造关键实验条件这一重大突破的实现，离不开SECUF所提...
2026-05-20
近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员沈洁、研究员石友国，与合肥强磁场科学中心研究员张警蕾合作，依托综合极端条件实验装置的C3极低温强磁场量子输运和调控实验站、C1亚毫开实验站，利用拓扑材料Ta<sub>2</sub>Pd<sub>3</sub>Te<sub>5</sub>的新颖特性，成功研制出一种适用于宽温区测量的电阻温度计，为拓扑材料走向实际应用提供了一个有前景的方向，该温度计可被称为“拓扑温度计”。
近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员沈洁、研究员石友国，与合肥强磁场科学中心研究员张警蕾合作，依托综合极端条件实验装置的C3极低温强磁场量子输运和调控实验站、C1亚毫开实验站，利用拓扑材料Ta2Pd3Te5的新颖特性，成功研制出一种适用于宽温区测量的电阻温度计，为拓扑材料走向实际应用提供了一个有前景的方向，该温度计可被称为“拓扑温度计”。相关研究成果发表在npj Quantum Materials上。在过...
2026-05-13
首次利用高分辨率中子能谱，结合高重复频率激光与单中子计数技术，实现了对稠密等离子体中离子超快动力学的时间积分诊断。该方法不仅避免了传统诊断中时间分辨率不足的问题，还能够同时获取离子的能量与角分布信息，具有高分辨率、非侵入性、信息丰富等优势，为研究离子在高能量密度环境中的输运过程、激光离子加速机制等提供了新的实验手段。
2026-05-06
多家机构的科研团队联合研制了一套兼具高能量转换效率与参数完全可调的新型二维太赫兹光谱平台。该系统基于倾斜波前技术，在两块独立的铌酸锂晶体中产生双束强场太赫兹源。通过引入潜望镜式线栅合束器，不仅大幅保留太赫兹的电场强度，还借助双反射镜的独立对准自由度，实现两束太赫兹光在样品及探测区的高效共线耦合。该光路可以对双脉冲的偏振态、中心频率及电场强度进行独立控制，显著提升了二维太赫兹相干光谱的实验灵活性。
2026-04-07
近日，来自中国科学院物理研究所、南洋理工大学、南方科技大学和香港科技大学等机构的研究人员合作，依托综合极端条件实验装置（SECUF），在由范德华斯层状材料构筑的NbSe2/MnPS3异质结中，实现由非均匀反铁磁近邻效应显著增强的超导二极管效应。
2026-03-27
南方科技大学殷嘉鑫副教授、中国科学院物理研究所武睿副研究员科研团队依托综合极端条件实验装置（SECUF），在笼目超导体CsV3Sb5研究中取得重要进展：首次在该体系中观测到2×2配对密度波态（Pair Density Wave, PDW）及其手性可逆调控的实空间谱学证据。结合非磁性掺杂样品的对比结果，进一步获得了支持PDW相位敏感的实验证据。
南方科技大学殷嘉鑫副教授、中国科学院物理研究所武睿副研究员科研团队依托综合极端条件实验装置（SECUF），在笼目超导体CsV3Sb5研究中取得重要进展：首次在该体系中观测到2×2配对密度波态（Pair Density Wave, PDW）及其手性可逆调控的实空间谱学证据。结合非磁性掺杂样品的对比结果，进一步获得了支持PDW相位敏感的实验证据。相关成果发表于《Physical Review B》。PDW是非常规超导电性研究中最重要的前沿问题之一。在这一状...
2026-03-24
中国科学院物理研究所综合极端条件装置微加工实验室技术团队首次在光学超表面中实现了保持对称性不变的BIC拓扑荷动态操控，突破了以往必须通过打破对称性来调控拓扑性质的固有观念，为探索光学超表面的新奇拓扑光学特性提供了新方案。
在光学超表面中，连续域束缚态（BIC）作为一种动量空间中的偏振涡旋奇点，携带整数化拓扑荷而展现出丰富的拓扑光学性质，且理论上具有无限大的品质因子（Q值），为实现超低阈值激光、超高灵敏度传感及光场操控提供了理想平台。BIC的拓扑性质受到对称性的严格约束，不同的对称性通常对应不同的拓扑荷，目前报道的研究工作主要聚焦于对称性所允许的特定拓扑荷。然而，一个常被忽略的事实是：在同一对称性保护下，BIC允许多重拓扑...
2025-04-11
研究团队基于多组分气体协同刻蚀技术，设计并加工出基于铌酸锂纳米孔结构的非线性超透镜，实现了将近红外光束频率上转换到紫外波段同时聚焦的功能。近期，他们发现了铌酸锂双折射导致的新现象，即由非手性结构产生手性光学响应。
近年来，铌酸锂单晶薄膜制备技术的突破极大地推动了铌酸锂晶体在光学超表面等微纳光学器件中的重要应用。但是，铌酸锂晶体的高硬度和化学性质不活泼等特性给微纳加工带来巨大挑战；另外，常规的光学超表面制备材料多局限于各向同性材料，而各向异性铌酸锂晶体的双折射特性尚未在光学超表面领域实现系统性探索。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心微加工实验室李俊杰团队长期聚焦于微纳光子学器件加工、设计及功能...
2025-04-09
研究团队提出了反常霍尔角的双变量数学模型，根据电导率及电阻率的张量转换，首次将反常霍尔角表达为纵向电阻率与反常霍尔电导率之积的函数。
磁性材料的反常霍尔输运效应来源于能带内禀贡献及杂质外禀散射，其重要参量反常霍尔角代表纵向电流密度驱动横向反常霍尔电流密度的能力。大反常霍尔角在反常霍尔磁传感、自旋电子学磁畴翻转等方面发挥关键作用。过去70年来，反常霍尔角长期处于0.1~3°(0.2%~5%)的较低水平，且缺乏调控模型和实验方案，导致反常霍尔这一重要物理效应长期不能得到有效应用。近年来，本征磁性拓扑材料的发现为研究自旋相关拓扑物态和物性提供了材...
2025-04-02
研究团队通过系统的实验测量与理论计算，在KV2Se2O中揭示了金属性室温交错磁体的存在，并阐明了其独特的d波自旋–动量锁定特性及自旋密度波转变。
作为一类新型磁性材料，交错磁体的核心特征在于零净磁化强度和动量依赖自旋劈裂的能带结构，突破了传统铁磁体与反铁磁体的分类框架。角分辨光电子能谱（ARPES）测量首先在半导体材料MnTe和MnTe2中观测到自旋劈裂的能带结构，实验上确认了交错磁体的存在。相比之下，金属性的交错磁体不仅为研究低能准粒子激发提供了独特的平台，同时在自旋电子学应用方面具有巨大潜力。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心EX7组、T...
2025-03-26
研究团队首次合成和发现的BiH4高温超导体，不仅刷新了分子型氢化物超导体的Tc纪录，也为设计合成更多样的氢化物高温超导体提供了新思路。
近期，高压下发现的系列富氢化合物高温超导体刷新了超导材料临界温度(Tc)的最高纪录，开辟了高温超导研究的新方向，成为目前凝聚态物理领域的研究前沿热点。目前，已合成的氢化物高温超导体主要分为两大类，即以SH3为代表的共价键型氢化物和以LaH10为代表的氢笼型化合物（其中氢原子以共价键形成笼型网络结构），而被广泛研究的分子型氢化物由于H2分子单元对费米面附近态密度贡献很小，尚未发现高温超导电性。最近，中国科学院...
