X射线自由电子激光在物理学中的应用

在原子/分子空间尺度直接探测微观世界的飞秒量级动态复杂过程一直是科学家追求的梦想。2009年,X射线自由电子激光装置的出现使得这个梦想成为可能。文章将介绍近年来利用X射线自由电子激光装置在凝聚态物理、非线性光学、高压物理等研究领域取得的一些突破性进展,并展望其未来在解决重大物理问题中的可能应用。     

Quantized Conductance of Majorana Zero Mode in the Vortex of the Topological Superconductor(Li_(0.84)Fe_(0.16))OHFeSe

The Major ana zero mode(MZM), which manifests as an exotic neutral excitation in superconductors, is the building block of topological quantum computing. It has recently been found in the vortices of several iron-based superconductors as a zero-bias conductance peak in tunneling spectroscopy. In particular, a clean and robust MZM has been observed in the cores of free vortices in(Li_(0.84)Fe_(0.16))OHFeSe. Here using scanning tunneling spectroscopy, we demonstrate that Major ana-induced resonant Andreev reflection occurs between the STM tip and this zero-bias bound state,and consequently, the conductance at zero bias is quantized as 2e~2/h. Our results present a hallmark signature of the MZM in the vortex of an intrinsic topological superconductor, together with its intriguing behavior.     

Angle-resolved photoemission spectroscopy study on iron-based superconductors

Angle-resolved photoemission spectroscopy （ARPES） has played an important role in determining the band structure and the superconducting gap structure of iron-based superconductors. In this paper, from the ARPES perspective, we briefly review the main results from our group in recent years on the iron-based superconductors and their parent compounds, and depict our current understanding on the antiferromagnetism and superconductivity in these materials.     

氧化物分子束外延技术及其在关联材料电子态研究中的应用

氧化物分子束外延薄膜和异质结生长技术近年来迅速发展,人们已实现以单原子层的精度来精确生长多种复杂量子材料,有力地推动了铜氧化物高温超导电性、二维电子气、氧化物电子学和自旋电子学器件等领域的研究.文章介绍了氧化物分子束外延的技术关键,并以La1-xSrxMnO3薄膜为例,介绍了钙钛矿结构的氧化物薄膜生长和刻画.特别是文章作者通过建立超高真空下的原位样品传送系统,可把薄膜样品直接传送到角分辨光电子能谱仪中,实现了薄膜的原位电子结构测量.所测得的La1-xSrxMnO3的电子结构与能带计算结果较为相符.而此类立方结构的、不可解理材料的电子结构,过去往往是无法直接测量的.     

铁基超导体系基于电子关联强度的统一相图

铁基超导和铜基超导具有诸多相似性,这为建立统一的高温超导机理图像提供了可能性.然而,对铁基超导体系中无论是进行电荷掺杂、还是等价掺杂来改变化学压力,都能产生定性上类似、而细节上纷繁复杂的相图,这对建立统一的图像造成了困难.研究化学掺杂效应如何在微观上影响电子结构和超导电性,区分主导超导电性演化的主要因素和次要因素,对建立统一图像和揭示高温超导机理至关重要.本文综述了对铁基超导体系中化学掺杂效应的一系列角分辨光电子能谱研究,涵盖了基于FeAs和FeSe面的多种代表性铁基超导体系,包括异价掺杂、等价掺杂、在元胞不同位置的化学掺杂,及其对电子体系在费米面结构、杂质散射、电子关联强度等方面的影响.实验结果表明：电子关联性或能带宽度是多个铁基超导相图背后的普适参数,不同的晶格和杂质散射效应导致了并不重要的复杂细节,而费米面拓扑结构与超导电性的关联并不强.这些结果对弱耦合机理图像提出了挑战,并促使人们通过局域反铁磁交换作用配对图像在带宽演化层面上统一地理解铁基超导.     

Controlling chaos by a delayed continuous feedback in a gas discharge plasma

Control of chaos by a delayed continuous feedback is studied experimentally in a gas discharge plasma. The power spectrum, the maximum of Lyapunov exponents and the time series of the signals all indicate that the period-1 unstable periodic orbit is controlled successfully. The dependence of the control on the delay time and the feedback gain as well as the strength of white noise is also investigated in detail. The experimental results show that the scaling index of the control versus the strength of white noise is 1.995， which is very close to that obtained from the simple logistic map.     

电子型FeSe基高温超导体的磁通束缚态与Majorana零能模

作为凝聚态物理中一类新奇准粒子态,Majorana零能模(Majorana zero mode)由于可用来实现拓扑量子计算而成为当前的研究热点.理论预言,Majorana零能模可作为特殊的束缚态出现在一些拓扑超导体的磁通涡旋中.但实际超导体磁通中还可能存在其他低能束缚态或杂质态,这给Majorana零能模的辨别和具体应用带来了困难.目前实验上寻找合适的拓扑超导体系、分辨出清晰的Majorana零能模仍然是十分迫切的.本文主要介绍最近利用高能量分辨的扫描隧道显微镜,对电子掺杂铁硒类超导体(Li,Fe)OHFeSe和单层FeSe/SrTiO3磁通态进行的研究.实验上在前者的自由磁通中观测到清晰的零能模,并进一步测量到Majorana零能模的重要特征—量子化电导.而在后者磁通中只发现常规Caroli-de Gennes-Matricon(CdGM)束缚态,反映出s波对称性的特征.这系列实验既为Majorana零能模物性的进一步研究提供了合适平台,也为澄清铁基超导体中拓扑超导电性的来源提供了线索.     

铜氧化物高温超导体的角分辨光电子能谱研究

由于能量和动量分辨率以及实验效率的大幅度提高，角分辨光电子能谱在过去的20年取得了革命性的进展，成为当今凝聚态物理最重要的实验手段之一．文章综述了20年来角分辨光电子能谱在高温超导领域所取得的研究成果，并通过6个例子来阐明如何利用角分辨光电子能谱来理解铜氧化物超导体丰富的相图，以及对应的多体物理现象．     

我爱物理的十个理由

<正>2004年,联合国教科文组织在意大利的萨拉姆国际理论物理中心出版了One Hundred Reasons to be a Scientist一书,中心主任K.R.Streenivasan教授在序言中写道:"当我们的社会正前所未有地依赖于科技进步时,各界对基础科学的兴趣却日益减退,这是我们时代的一     

莫特物理——量子材料的主旋律之一

关联量子材料中电子的巡游性与局域化两种行为的竞争与合作,即莫特物理,是许多量子材料体系多样物态背后的主要物理机制.本文回顾了莫特物理在多种量子材料体系中的体现,论述了其作为量子材料的主旋律之一的各种表现.因此寻找和理解其千变万化的演生方式,是实验凝聚态物理研究的中心任务之一.