北京大學(xué)電子學(xué)院區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點實驗室、北京大學(xué)納光電子前沿科學(xué)中心的常林研究員及合作者系統(tǒng)回顧了鈮酸鋰作為產(chǎn)生和控制不同波段電磁波材料的發(fā)展歷史，并對鈮酸鋰未來的應(yīng)用前景做出展望。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》（Science）。鈮酸鋰是一種關(guān)鍵的光子材料。由于其材料本身的大電光、壓電和非線性效應(yīng)的特性，以及具有商業(yè)上普遍供應(yīng)的光學(xué)質(zhì)量晶圓的優(yōu)勢，非常適合被用于產(chǎn)生和控制各種頻段的電磁波。幾十年來，共出現(xiàn)了3種鈮酸鋰光子平臺，分別為塊狀晶體、弱約束波導(dǎo)和緊密約束波導(dǎo)。綜述文章對鈮酸鋰在光子學(xué)的發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)分析和展望。

鈮酸鋰光子學(xué)應(yīng)用場景的展望（圖片來源于北京大學(xué)網(wǎng)站）

在電子線路中實現(xiàn)霍普夫絕緣體

武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授余睿課題組與中山大學(xué)物理學(xué)院副教授嚴(yán)忠波課題組合作，在電子線路物態(tài)中實現(xiàn)霍普夫絕緣體方面開展了最新研究。相關(guān)成果發(fā)表于《物理評論快報》（Physical Review Letters）。2008年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一類兩能帶絕緣體模型，它們雖然屬于三維A類，但是它們的能帶結(jié)構(gòu)具有非平凡的拓?fù)湫再|(zhì)，由數(shù)學(xué)中的霍普夫數(shù)刻畫。因此，這類絕緣體被命名為霍普夫絕緣體。由于霍普夫絕緣體具有很多獨特的性質(zhì)，如獨特的拓?fù)浔砻鎽B(tài)，量子化的拓?fù)浯烹娦?yīng)等。通過精心設(shè)計，研究人員將霍普夫絕緣體的理論模型映射成三維霍普夫電子線路網(wǎng)絡(luò)，并獲得系統(tǒng)表面和體內(nèi)的頻譜結(jié)構(gòu)。

開發(fā)自響應(yīng)可變機電性能材料

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院張世武教授研究團(tuán)隊與英國、澳洲合作者聯(lián)合，成功開發(fā)了一種可以響應(yīng)外界機械載荷和電信號變化從而自主調(diào)節(jié)機械剛度、電導(dǎo)率和靈敏度的新型復(fù)合材料。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。聯(lián)合研究組開發(fā)了一種由鎳微米顆粒、低熔點菲爾德合金和聚合物基體組成的復(fù)合導(dǎo)電彈性體。歸功于不規(guī)則鎳顆粒和FM顆粒形成的多填料導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，這種材料的電導(dǎo)率可在包括壓縮、拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲在內(nèi)的機械載荷下指數(shù)增強超過1000萬倍。通過將這種材料的可調(diào)節(jié)電阻/剛度特性相結(jié)合，研究組開發(fā)了一種可用于機械臂關(guān)節(jié)的可變剛度多軸柔性補償器。

激子-聲子的量子干涉研究進(jìn)展

中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所譚平恒、張俊等與國內(nèi)外合作者開展了少數(shù)層二維半導(dǎo)體（WS2）中暗激子與邊界聲學(xué)聲子的量子干涉研究。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。于庫倫屏蔽減弱，低維半導(dǎo)體材料的光學(xué)性質(zhì)主要由激子決定。除了為大家熟悉的可通過光學(xué)上直接躍遷來觀測的亮激子外，暗激子卻難以直接觀測。暗激子的復(fù)合往往需要其他元激發(fā)如聲子等的協(xié)助，因此共振拉曼散射是比較理想的研究暗激子等的實驗手段。文章從對稱性角度分析了平面內(nèi)剪切模聲子，以及邊界聲學(xué)聲子和暗激子耦合的物理機制，揭示了聲子振動方向以及激子對稱性對它們之間耦合的重要角色。