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物电院本科生在《物理评论A》发文:理论上预言量化的光子自旋霍尔效应 (2)

 

近日,美国物理学会(APS)旗下期刊《物理评论A辑》(Physical Review A)在线发表我校物理与微电子科学学院2014级电子科学与技术专业本科生蔡亮、刘梦霞及其指导老师罗海陆副教授等人的论文“Quantized photonic spin Hall effect in grapheme”(石墨烯中量化的光子自旋霍尔效应)。之前的研究发现光子自旋霍尔效应中光子的自旋分裂值都是连续变化的,蔡亮、刘梦霞等人的工作从理论上预言了在合适的实验条件下,存在量化的光子自旋霍尔效应。

 

 

电子自旋霍尔效应找到了电子自转方向与电流方向之间的规律。利用这个规律可以使电子以新的姿势非常有序地“舞蹈”,从而使能量耗散很低。这种新奇的物理现象有可能给未来的信息技术带来重大影响,电脑甚至量子计算都将随之发生巨大改变。

和电子一样,光子也有自旋,同样具有自旋霍尔效应。蔡亮、刘梦霞等人发现在低温强磁场条件下,石墨烯中的霍尔电导呈现出量化值,这将导致光的自旋-轨道相互作用和贝里相也呈现出量化现象,最终导致光子量化的自旋分裂,即量化的光子自旋霍尔效应。研究结果可望用于探测二维原子晶体的物理参数,例如精细结构常数、霍尔电导、贝里相等。近年来,电子自旋霍尔效应与光子自旋霍尔效应是两个独立发展的领域,该研究建立了这两种物理学效应之间的桥梁。

 

罗海陆副教授领导的研究小组在自旋光子学方面取得系列成果,近年来在自然指数期刊《Physical Review》发表论文18篇、《Applied Physics Letters》10篇,在其他物理学一区、二区刊物发表论文20余篇,在Nature旗下刊物《Light: Science & Applications》(影响因子13.6)发表论文1篇,在英国皇家科学协会杂志《物理学进展报告》(Reports on Progress in Physics,影响因子12.9)将发表综述文章1篇,研究工作连续取得4项国家自然科学基金支持。罗海陆副教授近两年指导本科生科研也取得佳绩,本科生以第一作者在《Optics Letters》、《Applied Physics Letters》、《Physical Review》等刊物发表论文5篇。得益于本科生突出的科研表现,罗海陆副教授表示今后将不带或尽量少带研究生(包括博士生),全心全意指导本科生。

 

论文网址:http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.95.013809