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CPL亮点文章 | 2021年第8期

已有 376 次阅读 2021-8-6 06:00 |系统分类:论文交流

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CPL2021年第8期亮点论文,敬请关注!


EXPRESS LETTER

PT Symmetry Induced Rings of Lasing Threshold Modes Embedded with Discrete Bound States in the Continuum

Qianju Song(宋前举), Shiwei Dai(戴士为), Dezhuan Han(韩德专), Z. Q. Zhang(张昭庆), C. T. Chan(陈子亭), and Jian Zi(资剑)

Chin. Phys. Lett. 2021 38 (8): 084203

亮点介绍

近年来,连续谱中的束缚态(Bound state in the continuum, BIC)受到了研究者的广泛关注。本文首次系统研究了平板光子晶体中BIC和宇称时间(PT)对称性的相互作用。在PT对称扰动下,我们发现原来的BIC会转变为一类新型BIC(称之为pt-BIC)。这些pt-BIC与原来的BIC有性质迥异:即其品质因子发散指数具有各向异性,并且能够出现在布里渊去任意位置。这两种新奇特性归因于PT对称性的引入。pt-BIC仍然可与远场辐射偏振的涡旋中心建立对应,故而携带定量的拓扑荷,能够碰撞、产生或湮灭,并遵循总荷守恒定律。此外,围绕原来BIC会爆出环状分布的激光阈值模式,pt-BIC就镶嵌在该环之上。本文基于耦合模理论给出了pt-BIC和激光阈值模式的统一图像。pt-BIC所具有的各向异性品质因子发散指数并且能出现在布里渊区任意位置的性质,揭示了BIC和PT对称性的相互作用所产生的新物理,为新型BIC激光、超敏感探测等应用提供新思路。

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EXPRESS LETTER

Superconductivity in Shear Strained Semiconductors

Chang Liu (刘畅), Xianqi Song (宋贤齐), Quan Li (李全), Yanming Ma (马琰铭), and Changfeng Chen (陈长风)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 086301

亮点介绍

首次预言典型共价材料Si、SiC在剪切应变下可实现半导体和超导体两种内禀物性的连续可逆转变,为探索超导态起源的微观机制、理解半导体与超导体材料中的基本量子效应提供了理想的研究平台。

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EXPRESS LETTER

Universal Theory and Basic Rules of Strain-Dependent Doping Behaviors in Semiconductors

Xiaolan Yan (晏晓岚), Pei Li (李培), Su-Huai Wei (魏苏淮), and Bing Huang (黄兵)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 087103

亮点介绍

本文首次给出了半导体中不同缺陷和杂质的掺杂性质随应变变化的统一物理图像,并在此基础上系统地提出了杂质的形成能、过渡能级以及半导体中费米钉扎能所遵循的三个基本物理准则,为最终改善半导体中掺杂瓶颈问题指出了一个有效的途径。

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EDITORS' SUGGESTION

Exact Solution of a Non-Hermitian Generalized Rabi Model

Yusong Cao (曹雨松) and Junpeng Cao (曹俊鹏)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 080202

亮点介绍

具有非厄米性的哈密顿量能够描述量子力学系统的耗散行为,在实际的量子光学、凝聚态物理等领域都有着重要的应用意义。本文通过引入扭转矩阵,加上Yang-Baxter可积的自旋和玻色格子构造了严格可解的非厄米推广的拉比模型哈密顿量并通过代数Bethe假设进行了严格求解。这项研究提供了通过代数Bethe假设严格求解具有Yang-Baxter可积性的非厄米量子光学模型的方法,为研究具有耗散行为的量子光学系统提供了新方法。

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EDITORS' SUGGESTION

Variational Quantum Algorithms for the Steady States of Open Quantum Systems

Huan-Yu Liu (刘环宇), Tai-Ping Sun (孙太平), Yu-Chun Wu (吴玉椿), and Guo-Ping Guo (郭国平)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 080301

亮点介绍

量子计算相对于经典计算在某些问题上具有指数加速的优势,而变分量子计算则是现阶段最有机会展示量子优越性的地方。另一方面,开放量子系统的稳态求解具有重要意义。本文给出变分量子算法求解稳态的方案,数值测试显示和标准的稳态保真度达到99%以上。本工作采用更为直接的用参数化量子线路表示密度矩阵纯化的方法,可以使得算法直接应用于量子计算机上。本工作对于开放量子系统的研究具有参考价值。

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EDITORS' SUGGESTION

Regarding the Distribution of Glue in the Pion

Lei Chang (常雷) and Craig D. Roberts

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 081101

亮点介绍

The pion is Nature’s most fundamental Nambu-Goldstone boson, with properties that are critical to our existence.  It was discovered more than 70 years ago; yet, even today, because the pion has a short lifetime, almost nothing is known about its internal structure.  That will soon change with the appearance of new-generation high-luminosity, high-energy accelerator facilities: the era of pion targets is dawning.  With the experimental landscape evolving rapidly, robust theoretical statements about pion properties have become crucial.  This study demonstrates that, today, finally, modern continuum theory and lattice simulations are delivering mutually consistent predictions for pion structure functions.  Of special importance, theory has converged on an understanding of the distribution of gluons within the pion.  Gluons are the most exotic gauge bosons in the Standard Model of particle physics (SM).  Massless in perturbation theory; but, in the cleanest expression of the strong-interaction mass-scale anomaly, they are very massive when nonperturbative tools are used to solve the SM quantum field equations.  The gluon mass dramatically changes the long-range behaviour of Nature’s strong force; and this confluence of theory is paving the way toward understanding the origin of more than 98% of the visible mass in the Universe.  

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Chiral Anomaly-Enhanced Casimir Interaction between Weyl Semimetals

Jia-Nan Rong (荣佳楠), Liang Chen (陈亮), and Kai Chang (常凯)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 084501

亮点介绍

物理学的“真空”并非空无一物,其中可以不断地产生和湮灭虚粒子。这些虚粒子不可直接观测,但可以通过其它效应间接地探测。由电磁场的量子涨落造成的卡西米尔效应是一种宏观量子效应,对微机械系统和纳米机械系统的制备和性能具有重要作用。近年来,人们对拓扑量子体系中的卡西米尔效应展开了广泛的研究,发现拓扑绝缘体等材料中可能存在排斥卡西米尔力。该工作系统地研究了外尔半金属中的手征反常对卡西米尔力的影响。研究表明,当两块外尔半金属之间的距离在微米尺度时,它们之间的卡西米尔力存在强烈的空间各向异性,同时手征反常能显著地增强卡西米尔力。这些结果为实验上测量各向异性卡西米尔效应提供了新的方案,也为验证外尔半金属中的手征反常提供了新的实验方法。

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Excitation of RSAEs during Sawteeth-Like Oscillation in EAST

Ming Xu (徐明), Guoqiang Zhong (钟国强), Baolong Hao (郝保龙), Wei Shen (申伟), Liqun Hu (胡立群), Wei Chen (陈伟), Zhiyong Qiu (仇志勇), Xuexi Zhang (张学习), Youjun Hu (胡友俊), Yingying Li (李颖颖), Hailin Zhao (赵海林), Haiqing Liu (刘海庆), Bo Lyu (吕波), and the EAST Team

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 085201

亮点介绍

在受控磁约束聚变装置中,阿尔法粒子(或高能离子)的稳定约束是实现等离子体自持燃烧的重要保障。但是在现有已知的磁约束装置上研究发现,高能离子通常和阿尔芬本征模发生相互作用而损失掉,并影响高能离子的加热效率。本文基于不同NBI注入方向的条件,测量了反剪切阿尔芬本征模不稳定性爆发期间的高能离子分布函数,为进一步理解波粒子相互作用提供实验支持,并为高约束模内部输运垒的建立提供经验积累。

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Synergistic Influences of Kinetic Effects from Thermal Particles and Fast Ions on Internal Kink Mode

Yutian Miao (苗雨田), G. Z. Hao (郝广周), Yue Liu (刘悦), H. D. He (何宏达), W. Chen (陈伟), Y. Q. Wang (王雍钦), A. K. Wang (王爱科), and M. Xu (许敏)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 085202

亮点介绍

热粒子或快离子的动理学效应都对内扭曲模有稳定作用。然而,前者不能完全稳定模式,后者却可以完全抑制模式的不稳定性。二者的协同动理学贡献对内扭曲模产生了更强的阻尼作用。粒子的动理学效应显著提高了环形等离子体中驱动内扭曲不稳定性的极向比压阈值(βcp),该模拟结果与HL-2A上的实验现象相符,这为托卡马克装置中高βp放电时提供了一种控制内扭曲模或锯齿振荡的新思路。

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Ce-Site Dilution in the Ferromagnetic Kondo Lattice CeRh6Ge4

Jia-Cheng Xu (许嘉诚), Hang Su (苏杭), Rohit Kumar, Shuai-Shuai Luo (罗帅帅), Zhi-Yong Nie (聂智勇), An Wang (王安), Feng Du (杜锋), Rui Li (李蕊), Michael Smidman, and Hui-Qiu Yuan (袁辉球)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 087101

亮点介绍

先前的大量研究表明,在非温度参量的调控下,纯净铁磁材料体系中的铁磁序要么经历一级相变而突然消失,要么转变为其他磁有序态,不存在铁磁量子临界点。最近,浙江大学的袁辉球课题组在纯净的重费米子化合物CeRh6Ge4中发现了压力诱导的铁磁量子临界点,并且在临界点附近观察到显著的奇异金属行为[B. Shen et al., Nature 579, 51 (2020)]。为了进一步研究该体系中的铁磁量子临界性及其与近藤效应的关系,本文报道了La掺杂对CeRh6Ge4体系产生的非磁性稀释效应。随着La掺杂浓度的增加,体系的铁磁序被逐渐抑制,并且在临界浓度附近也表现出了奇异金属行为。随着La掺杂浓度的进一步增加,该材料体系逐渐从近藤晶格演化成近藤杂质,并且在较宽的掺杂范围内表现出非费米液体行为(NFL),可以由无序近藤模型(disordered Kondo model)来描述。这些结果丰富了该材料的物理性质,有助于理解CeRh6Ge4中的铁磁量子临界性。

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Magnetic-Field-Induced Spin Nematicity in FeSe1−xSx and FeSe1−yTe Superconductor Systems

Shaobo Liu (刘少博), Jie Yuan (袁洁), Sheng Ma (马晟), Zouyouwei Lu (鲁邹有为), Yuhang Zhang (张宇航), Mingwei Ma (马明伟), Hua Zhang (张华), Kui Jin (金魁), Li Yu (俞理), Fang Zhou (周放), Xiaoli Dong (董晓莉), and Zhongxian Zhao (赵忠贤)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 087401

亮点介绍

面内转角磁阻实验表明,在位于四方相区的特征温度Tsn之下,面内磁场在等电子替代体系FeSe1-xSx和FeSe1-yTey中诱导产生自旋向列序。实验揭示,S元素替代直接抑制的是FeSe1-xSx体系自发的电子向列序(TTs),而不是诱发的自旋向列序(图a)。由此,自旋关联与电子关联很可能在一定程度上是相互独立的。并且,随着磁场诱导自旋向列序的增强,FeSe1-xSx和FeSe1-yTey样品的超导电性(TTc)受到明显抑制(图b)。这显示反铁磁涨落的各向异性的增强有害于超导,与反铁磁涨落驱动的电子配对图像相吻合。这些结果提供新证据表明,起源于四方相正常态的自旋相关物理对铁基非常规超导电性至关重要。

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Large Magnetoresistance and Nontrivial Berry Phase in Nb3Sb Crystals with A15 Structure

Qin Chen (陈琴), Yuxing Zhou (周宇星), Binjie Xu (许彬杰), Zhefeng Lou (娄哲丰), Huancheng Chen (陈奂丞), Shuijin Chen (陈水金), Chunxiang Wu (吴春翔), Jianhua Du (杜建华), Hangdong Wang (王杭栋), Jinhu Yang (杨金虎), and Minghu Fang (方明虎)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 087501

亮点介绍

在铜氧化物高温超导体(1986年)发现以前,作为典型的传统超导体,具有立方A15结构化合物一直保持着最高超导临界温度(TC)记录,如Nb3Al (TC = 18.8 K, 1969年),Nb3Ge (TC = 23.2 K, 1974年);而且时至今日,绕制强磁场(21 T)超导磁体,具有A15结构、高临界电流的Nb3Sn (TC = 18 K, 1954年)线材仍是不可替代的选择。本文在成功生长出同样具有A15结构的Nb3Sb(TC = 0.2 K)单晶的基础上,通过对其纵向电阻、Hall电阻、磁化强度量子振荡的系统观测,发现Nb3Sb在低温下呈现巨大磁阻,具有非平庸拓扑半金属性质,说明大块s波超导电性和拓扑表面态同时存在于Nb3Sb单一化合物中,为实现马约拉纳(Majorana)零能模可能提供了另一个材料平台。

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Effect of Fluorine Substitution on the Electrochemical Property and Structural Stability of a Lithium-Excess Cation Disordered Rock-Salt Cathode

Panpan Li (李盼盼), Zhijie Feng (冯志杰), Tao Cheng (程涛), Yingchun Lyu (吕迎春), and Bingkun Guo (郭炳焜)

Chin. Phys. Lett. 2021, 38 (8): 088201

亮点介绍

富锂阳离子无序岩盐正极材料因其高容量而备受关注,然而,在高电压下的氧氧化还原通常会导致不可逆的氧析出,降低了材料的结构稳定性和电化学性能。氟掺杂的方法对Li1.14Ni0.57Ti0.19Mo0.10O2进行改性,降低了阴离子平均价态,允许更多的低价氧化还原活性过渡金属的参与,增加了过渡金属氧化还原容量,抑制了不可逆的氧气析出和副反应,并提高了结构稳定性抑制了材料的晶格形变。

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研究快讯集锦

典型半导体材料在剪切应变下的本征超导电性

磁场中自旋轨道耦合系统的拓展Rashba解析近似方法研究

利用核四极矩共振和核磁共振研究笼目晶格超导体CsV3Sb5

库伦作用无尽期,动量蒙卡寄相思

二维金属硫代磷化物中的强磁电耦合效应

锶原子光晶格钟上的弗洛凯精密调控:拉比谱及灵敏度

Kagome化合物CsV3Sb5单晶超导态的各向异性

CsV3Sb5中高度稳定的超导再进入现象

水热Fe1-δSe单晶薄片:反常的正常态和超导态特性

双层石墨烯局域应变的近场红外探测

稀土氧卤化物——具有范德瓦尔斯层状结构的Kitaev自旋液体候选材料家族

在非魔角石墨烯中发现陈绝缘体

磁性扭转双层体系中赝自旋织构诱导的奇异介电行为

最大独立集的量子近似算法

宇宙线电子能谱和Klein-Nishina效应

分子量子比特的自旋相干时间突破到毫秒量级

纳米金属玻璃颗粒的动力学转变现象

线性非厄米系统中受对称性保护的散射

PandaX-II对太阳轴子和中微子反常磁矩的搜寻

水二聚体中氢键作用的反协同效应

应变调控单层WSe2中的贝里曲率偶极矩、轨道磁化与非线性霍尔效应

量子传感可突破经典探测盲区

BaCuS2: 一种具有中等关联强度的超导体

单层有机-无机杂化卤化铅钙钛矿中的激子涡旋

反应率加权的多层核反应网络

X0(2900)和X1(2900):强子分子态或者紧束缚四夸克态?

基于标准四电极法研究笼型富氢化物LaH10的高温超导电性

原子厚度磁性双层中的巨大自旋转移矩

双层CrI3铁磁耦合效应的增强

爱因斯坦热随机行走模型的重生:一个可以计算液体与非晶固体热导率的统一公式

双轨道量子反常霍尔模型

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CPL Express Letters栏目简介

为了保证重要研究成果的首发权和显示度,CPL于2012年6月开设了Express Letters栏目。此栏目发表速度快,学术质量高。截至2020年底,平均每篇被引用约20次,已经在国内物理学界建立起良好口碑与声望,来稿数量不断增加。


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