Nature主刊邀请!最近,上海教授以一作身份发表文章!

近日,Nature 主刊邀请上海大学钱伟长学院副院长、理学院物理系任伟教授在 Nature 上撰写发表 News & Views Article,文章题为" Topology turns the crank on magnetoelectric switch ",介绍了凝聚态物理领域中关于多铁性材料在实验上的最新进展。任伟教授为文章的第一作者,合作者为美国阿肯色大学 Laurent Bellaiche 教授。

多铁性物质作为一种新型多功能的量子材料,在自旋电子学和信息科学领域有着广阔的潜在应用前景。实现铁电性和磁性互相耦合调控,将有助于实现磁电开关以及存储等器件小型化和集成化。近年来,REMn2O5(RE 为稀土元素)这一体系在磁场作用下表现出新奇的电极化效应激发了广大国内外研究者的兴趣。

本文中,任伟教授评述了 Ponet 等人在 GdMn2O5 单晶中提出的一种由拓扑状态保护的类似"曲轴(crankshaft)"的磁电开关及其模型解释。他们在单晶 GdMn2O5 中标记出两种不同的 Mn 离子反铁磁序链,仅当施加外磁场与 GdMn2O5 晶体轴夹角为正负 10 ° 左右的"神奇"角度(magic angle 魔角)时,可实现 1-4 四种电极化状态切换。此时,随着扫描两个周期外磁场强度的增减变化,一种 Mn 的自旋方向仅在 90 ° 往复切换,另一种 Mn 的自旋将发生 360 ° 转动。这种效果类似于机械工程中 "曲轴(crankshaft)"的驱动方式,线性增减变化的外部磁场相当于"活塞(piston)"运动,Mn 链相当于"传动轴(driveshaft)",从而驱动自旋序的四种状态转变,实现磁场对铁电性的量子调控。

基于这一"曲轴"拓扑开关模型的成果将激发进一步的凝聚态物理学前沿研究,随着对这一结果背后的内在微观机理的探索,以及使用光学浮区法等更高质量的单晶样品制备技术,将有望在此基础上推进磁电多铁材料和器件的实际应用。

上海大学理学院物理系的四椭球面共聚焦光学浮区炉曾是全国第三和上海第一台此类设备,产出了包括 Science 论文在内的大量优秀科研成果,文章引用并期待这一技术可以继续推动该研究课题的进一步发展。

上海大学任伟教授在多铁量子材料领域举办了一系列相关学术活动,如 2019 年 1 月,国家自然科学基金委与金砖国家科技创新框架计划合作研究"多铁材料的电学和磁学性质"重点项目启动会在上海大学成功召开。在 2016 年 10 月,上海大学量子中心还组织了第八届亚太理论物理中心 APCTP 多铁材料国际研讨会,此次国际会议为推动上海大学在多铁材料及量子科技方面的研究发展做出了贡献。

上海大学物理学科于 1958 年在中科院华东分院各研究所的支持下成立。学科继承了中科院瞄准国家需求开展科研的良好传统,也直接受到钱伟长老校长的谆谆教导和关怀,学科发展始终瞄准国家和社会需求。

近年来,学科承担国家自然科学基金重点和面上、国家重点研发计划、中科院战略先导计划、上海市重大和重点等各类课题百余项。学科先后建立量子分子国际研究中心和量子人工智能科学技术研究中心。高温超导研究团队开展了一系列高温超导涂层导体关键技术攻关工作,实现了第二代高温超导带材的批量化制备,填补了国内空白,并作为牵头单位制定了该领域的国家标准。

上海大学物理学科在科研上,紧紧瞄准量子与超导等前沿领域为科技创新和社会需求,截至去年 10 月已在 Nature、Nature 子刊、Science、PANS、PRL 等国际顶级期刊发表论文 20 余篇。与华为合办"学术遇见工业量子技术国际研讨会",近千人参与。在超导领域,与上海电缆所等单位合作开展超导电缆、变压器、马达和强磁体等示范工程,推动了加速器等国家重大科学装备核心部件的国产化。

如今,上海大学物理学科基础研究以国家战略和国际视野的科学工作态度,围绕学校十四五规划"五五战略"的量子科技方向,潜心学术研究,培养青年人才,不断提高影响力。夏末秋初,期待与你相约上大,传承科研报国之志,投身物理学研究!

 


posted @ 22-07-22 10:42  作者:admin  阅读量:
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