南开大学在光子学人工微结构与前沿物理研究领域取得重要进展

近期，南开大学物理科学学院陈志刚教授和许京军教授带领的课题组，在光子石墨烯能谷赝自旋方面的研究取得了重要进展。

近年来，石墨烯和二硫化钼等具有蜂巢结构的二维材料引起了人们极大的兴趣，其能谷自由度表现出很多新奇的特性及其在信息领域的应用潜力，成为“能谷电子学”这一新兴交叉领域的前沿研究热点之一。

通常为了能有效操控能谷自由度，人们需要打破石墨烯结构的空间反演对称性，打开狄拉克点的带隙，利用贝里曲率的不同来区分实现。

该课题组通过研究发现，在光子石墨烯晶格中，即使不破缺晶格结构的空间反演对称性也能观察到与能谷自由度相关的物理现象。课题组首次利用光诱导制备的光子石墨烯晶格，实现了能谷涡旋的产生和拓扑荷的反转，并且发现了由于激发高带模式导致的能谷涡旋简并破除现象，这是通常的二能带狄拉克模型所不能解释的。该研究结果不仅加深了对石墨烯结构中能谷物理的理解，而且对其它物理系统中能谷和拓扑物理现象的研究提供了有益的借鉴。

该课题组的研究成果以“Valleyvortexstatesanddegeneracyliftingviahighbandexcitation”为题，于今年3月29日发表在物理学顶尖期刊《PhysicalReviewLetters》上。该论文以南开大学为第一单位，宋道红副教授为第一作者，许京军教授和陈志刚教授为共同通讯作者。论文与韩国基础科学研究院DanielLeykam教授和西北工业大学、希腊克里特大学等单位合作完成。

据了解，该课题组先前在光子石墨烯前沿物理的研究中已经取得了一系列重要进展，相关工作相继发表在《NatureMaterials》《NatureCommunications》《PhysicalReviewLetters》等。去年，在国家科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目等的支持下，该课题组已在《PhysicalReviewLetters》上连续发表了两篇论文，报道了在人工光子学材料方面突破性的研究工作，包括：石墨烯能谷的布洛赫震荡、Lieb型光子晶格中的新型平带模。

《PhysicalReviewLetters》是美国物理学会(AmericanPhysicalSociety)于1958年创办的物理学综合性期刊，属于物理学公认的顶级刊物,主要发表重要的物理研究成果。2018年度该期刊影响因子为8.839。