点击蓝字 关注我们↑↑↑
期刊文章浏览系列之Physical Review Letters，搜集国人重点工作，聚焦PRL选手研究领域，供初入物理科研的老师同学了解前沿动态，找到自己科研的那道光。
栏目介绍
Physical Review Letters Vol. 132, Iss. 6
（如果需要上述全部文章链接，请在公众号里发送PRL132.6给我们）
非厄米物理-陈伟团队
本期PRL选手是南京大学的陈伟。他本科毕业于东南大学物理系，博士毕业于南京大学物理学院，而后于2017-2019年在苏黎世联邦理工大学（ETH）理论物理研究所（ITP）做博士后，现任南京大学物理学院教授，博士生导师，为国家优秀青年基金获得者。他的研究方向是凝聚态理论研究，近期研究兴趣为拓扑物质的量子输运与相变理论、凝聚态体系中的非厄米物理效应。主要研究内容是新型电子体系的新奇物理性质及其输运探测和调控方案，并探索其在低功耗电子器件、自旋电子学和拓扑量子计算等方面的应用。迄今为止已发表学术论文50余篇，其中以第一/通讯作者身份发表PRL论文8篇，PRX1篇。
非厄密系统中的奇异点（图片来自网络）
非厄米哈密顿量通常具有复数本征值，然而，仅仅是通常，并非绝对。1998年， Bender 和 Boettche发现厄米性并非实数能谱的必要条件，具有宇称-时间（P-T)反演对称性的非厄米哈密顿量也具有纯实数本征值，并且随着系统参数的变化，哈密顿量会经历自发性的宇称-时间反演对称性破缺, 过程中本征值由纯实数变为复数。在破缺点处，非厄米哈密顿量的特征值和特征向量同时重合，状态空间维度发生坍缩，哈密顿量不能再被对角化 (Kato 1966)，该点称为奇异点，与厄米系统中简并点的性质完全不同。奇异点的波函数会有特殊的行为比如异常散射、非指数衰减等，不同体系的奇异点性质理论上和应用上都是非常热门的话题。
非厄密系统设计之光的漏斗示意图（图片来自网络）
非厄密物理另一个热门的话题是趋肤效应。非厄米趋肤效应指的是在非厄米系统中, 体态波函数局域在边界附近的现象。而输运系统就是一个很好的非厄米系统的例子，由于和外部的无限大的库有能量和粒子的交换，输运系统中的粒子，比如电子，其寿命或者电子态的寿命是有限的，而如果处于某种态的电子从左到右和从右到左运动时，其寿命不一样，那么就表现为边界处实空间分布的不对称，这就是趋肤效应的一种表现。电子状态有波矢，自旋等，在一定的条件下都可以表现出该能态的趋肤效应。而谷电子学（valleytronics）类比自旋电子学，它把二维材料中电子的波矢所处的能谷作为通道进行信息处理和存储，是近年来器件研究的热点问题之一，石墨烯等二维材料由于K和K'谷在倒空间中分离明显，所以非常适合作为电子通道。陈伟团队结合了这两方面，把非厄米趋肤效应进一步推广到能谷依赖的情形，即不同能谷的电子具有相反的趋肤效应。他们考虑双层石墨烯zigzag条带，对其中一层施加单轴应力诱导出莫尔条纹。虽然该体系整体具有厄米性，但对于其中一层石墨烯而言，由于跟另一层之间的耦合，实则是非厄米的。
莫尔条纹在单层石墨烯纳米带中诱导出能谷依赖的趋肤效应，在每个谷内部破坏了传输的互易性，电子在K谷时向右传输比向左传输具有更长的寿命；对于K'谷，情况刚好相反。团队还发现随着莫尔条纹区域长度的增加，能谷过滤效应迅速显现并很快达到接近100%的谷极化率，并且该极化率可以通过门电压方便地调节。他们还进一步验证了该结构的鲁棒性，通过模拟发现体系在较多无序和边缘缺陷下，谷极化率仍然能保持在很高的水平。正是由于非厄米趋肤效应的拓扑属性，使得该谷过滤器相比于先前的方案具有更高的稳定性，从而大大放宽了实验实现条件。
关于学树地图
学树地图为广大师生、研究人员提供学术领域的GPS，通过科研文献、学者信息、项目信息多维数据沉淀，进行深度挖掘数据关联，分析专业活跃度和需求趋势，呈现学术研究发展的脉络，传递前沿关键资讯。
