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物理系曹世勋传授团队在《Nature Communications》上颁发最新研讨功效

建立时候:  2021/05/25  龚惠英   阅读次数:   前往

继2018年在《Science》杂志上颁发论文“Observation of Dicke cooperativity in magnetic interactions”以后,上海大学、上海理工大学和莱斯大学、都门大学、北海道大学、横滨国立大学、东北大学、德国比勒费尔德大学的物理学家构成的国际研讨团队,在稀土正铁氧体YFeO3单晶中发明了一个具备超强耦合特点、基于磁子的物资-物资彼此感化体系,该体系显现了不光到场的奇特量子光学真空景象,研讨功效以“Ultrastrong magnon–magnon coupling dominated by antiresonant interactions”为题,克日颁发于《Nature Communications》期刊上。

量子物资与光的彼此感化在量子信息、光谱学等范畴阐扬侧首要感化,是凝集态物理的首要研讨标的目的。在人们寄与厚望的超强耦合地区,量子物资与光的彼此感化将致使良多风趣的物理景象。比方,在具备超强光与量子物资彼此感化的腔量子电能源学体系中,实际上展望将显现奇特的量子真空景象。因为哈密顿量中的反共振(anti-resonant)项起首要感化,光与物资杂化体系的基态被以为是能够或许或许按捺量子涨落的真空紧缩态。此前,这些展望还不被尝试考证。其首要缘由在于光和物资彼此感化体系中,比拟于共振彼此感化(resonant interactions),反共振彼此感化(anti-resonant interactions)凡是能够或许疏忽。

尝试中,研讨者们奇妙地连系两种尝试装配,一个是30特斯拉的脉冲磁体,另外一个是太赫兹单发探测装配。经由过程丈量差别切角(θ)高品质YFeO3单晶的自旋共振频次随外增强磁场的变更,体系研讨了YFeO3单晶的准铁磁形式(qFM)和准反铁磁形式(qAFM)发生的免穿插行动。经由过程转变样品的切角能够或许完成耦合强度的调控。当θ=58°,磁场为30特斯拉时,尝试上获得最大的耦合强度。

实际上,迷信家们操纵近似于Hopfield哈密顿量描写样品体系。在这个哈密顿量中,共振彼此感化和反共振彼此感化的绝对巨细能够或许调谐,且后者能占有主导位置。实际计较获得的共振频次完善再现了尝试功效。研讨发明了反共振彼此感化的一个首要特点,即真空布洛赫-西格特(Bloch-Siegert)位移(图1),这在很大水平上跨越了传统的由共振彼此感化发生的频移。


图1 真空Bloch-Siegert位移的尝试与实际证据


进一步,研讨职员从实际上摸索了该量子物资体系的基态,计较获得高达5.9 dB的量子涨落按捺。今朝的尝试与实际功效标明,YFeO3单晶中的磁子-磁子彼此感化体系供给了一个抱负的研讨平台,用以摸索超强耦合的光与物资彼此感化体系中实际展望的奇特量子真空景象。


图2 稀土铁氧化物YFeO3多角度切角单晶尝试样品的精肯定向切割


本论文任务环绕上海大学团队的高品质稀土铁氧化物YFeO3单晶样品睁开,国际协作者任伟传授、马国宏传授为配协作者,曹世勋传授为配合通讯作者,上海大学物理系、资料基因组工程研讨院和上海大学量子与份子布局国际中间为配合通讯单元。曹世勋传授指点博士生马小璇停止高品质大块YFeO3单晶样品制备和多角度切角单晶尝试样品的精肯定向切割(图2),作为本任务尝试研讨的关头焦点资料。上海理工大学金钻明副传授表征了低磁场下YFeO3的THz光谱呼应。本任务获得国度天然迷信基金面上名目(No.12074242)的撑持。


相干链接:

Nature Communications 2021:


Science 2018:

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物理系曹世勋传授团队在《Nature Communications》上颁发最新研讨功效

建立时候:  2021/05/25  龚惠英   阅读次数:   前往

继2018年在《Science》杂志上颁发论文“Observation of Dicke cooperativity in magnetic interactions”以后,上海大学、上海理工大学和莱斯大学、都门大学、北海道大学、横滨国立大学、东北大学、德国比勒费尔德大学的物理学家构成的国际研讨团队,在稀土正铁氧体YFeO3单晶中发明了一个具备超强耦合特点、基于磁子的物资-物资彼此感化体系,该体系显现了不光到场的奇特量子光学真空景象,研讨功效以“Ultrastrong magnon–magnon coupling dominated by antiresonant interactions”为题,克日颁发于《Nature Communications》期刊上。

量子物资与光的彼此感化在量子信息、光谱学等范畴阐扬侧首要感化,是凝集态物理的首要研讨标的目的。在人们寄与厚望的超强耦合地区,量子物资与光的彼此感化将致使良多风趣的物理景象。比方,在具备超强光与量子物资彼此感化的腔量子电能源学体系中,实际上展望将显现奇特的量子真空景象。因为哈密顿量中的反共振(anti-resonant)项起首要感化,光与物资杂化体系的基态被以为是能够或许或许按捺量子涨落的真空紧缩态。此前,这些展望还不被尝试考证。其首要缘由在于光和物资彼此感化体系中,比拟于共振彼此感化(resonant interactions),反共振彼此感化(anti-resonant interactions)凡是能够或许疏忽。

尝试中,研讨者们奇妙地连系两种尝试装配,一个是30特斯拉的脉冲磁体,另外一个是太赫兹单发探测装配。经由过程丈量差别切角(θ)高品质YFeO3单晶的自旋共振频次随外增强磁场的变更,体系研讨了YFeO3单晶的准铁磁形式(qFM)和准反铁磁形式(qAFM)发生的免穿插行动。经由过程转变样品的切角能够或许完成耦合强度的调控。当θ=58°,磁场为30特斯拉时,尝试上获得最大的耦合强度。

实际上,迷信家们操纵近似于Hopfield哈密顿量描写样品体系。在这个哈密顿量中,共振彼此感化和反共振彼此感化的绝对巨细能够或许调谐,且后者能占有主导位置。实际计较获得的共振频次完善再现了尝试功效。研讨发明了反共振彼此感化的一个首要特点,即真空布洛赫-西格特(Bloch-Siegert)位移(图1),这在很大水平上跨越了传统的由共振彼此感化发生的频移。


图1 真空Bloch-Siegert位移的尝试与实际证据


进一步,研讨职员从实际上摸索了该量子物资体系的基态,计较获得高达5.9 dB的量子涨落按捺。今朝的尝试与实际功效标明,YFeO3单晶中的磁子-磁子彼此感化体系供给了一个抱负的研讨平台,用以摸索超强耦合的光与物资彼此感化体系中实际展望的奇特量子真空景象。


图2 稀土铁氧化物YFeO3多角度切角单晶尝试样品的精肯定向切割


本论文任务环绕上海大学团队的高品质稀土铁氧化物YFeO3单晶样品睁开,国际协作者任伟传授、马国宏传授为配协作者,曹世勋传授为配合通讯作者,上海大学物理系、资料基因组工程研讨院和上海大学量子与份子布局国际中间为配合通讯单元。曹世勋传授指点博士生马小璇停止高品质大块YFeO3单晶样品制备和多角度切角单晶尝试样品的精肯定向切割(图2),作为本任务尝试研讨的关头焦点资料。上海理工大学金钻明副传授表征了低磁场下YFeO3的THz光谱呼应。本任务获得国度天然迷信基金面上名目(No.12074242)的撑持。


相干链接:

Nature Communications 2021:


Science 2018:

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