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封面文章
Strong coupling between metasurface based Tamm plasmon microcavity and exciton
吴晗, 吴竞宇, 陈卓
本文研究了由超表面-介质间隔层-分布式布拉格反射器(distributed Bragg reflector,DBR)构成的等离激元微腔结构中的Tamm等离激元及其与激子间的相互作用。利用超表面中的结构参数变化能够调控光在其表面的反射位相这一特性,可以在微腔结构的介质间隔层厚度保持不变时,通过调节超表面的结构参数来调控微腔结构所支持的Tamm等离激元模式的共振位置,从而为Tamm等离激元模式的调控提供更多自由度。相比于传统金属薄膜-介质间隔层-DBR结构,我们发现超表面的引入及其对反射位相的调控可以使超表面-介质间隔层-DBR结构在更小的间隔层厚度下支持共振在相同波长处的Tamm等离激元模式。此外,结合超表面对场的局域特性,可以有效地降低Tamm等离激元模式体积.在此基础上,对比研究了传统的和基于超表面的Tamm等离激元与单层二硫化钨(WS2)的相互作用,发现基于超表面的Tamm等离激元可以产生更强的光子与激子的强耦合作用,获得更大的拉比(Rabi)劈裂。
同行评价
文中研究发现超表面的相位调制可以对Tamm等离激元的模式进行调制,以及相对于传统的Tamm等离激元,该方案可以获得更大的拉比劈裂,为Tamm等离激元结构的设计提供了新思路,具有一定的指导意义。
青年科学评述
Some recent progresses on the study of ultracold quantum gases with spin-orbit coupling
施婷婷, 汪六九, 王璟琨, 张威
随着人造规范势和自旋轨道耦合在冷原子体系中的实现,对这类效应的研究成为了冷原子物理研究的热门方向之一。冷原子系统具有丰富的可操控性,因此不仅可以作为优秀的量子模拟平台来研究其他领域中有意义的模型和问题,还基于体系自身的特点衍生出了一系列新颖的问题和方向。本文将以综述的形式介绍具有自旋轨道耦合的超冷原子系统中的一些新研究进展,重点关注该体系中特有的物理要素,如耗散、新颖的相互作用形式、大自旋和长程相互作用对系统性质的影响。这些研究进展可以为理解自旋轨道耦合效应提供新的启示和思路。
同行评价
本文综述了通讯作者所在研究组于过去几年间, 在有自旋轨道耦合超冷气体方面的几份工作, 包括光腔中简并费米气体的的拓扑超辐射态, 类碱土金属原子中有相互作用的对称性保护拓扑态,SU(3)自旋轨道耦合玻色气体中的自旋双涡旋, 存在软核长程相互作用和自旋轨道耦合的玻色气体中的手性超固相等。这些研究从不同侧面展示了自旋轨道耦合对超冷气体性质影响, 具有很好的创新性。
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Perovskite light-emitting diodes based on solution-processed metal-doped nickel oxide hole injection layer
吴家龙, 窦永江, 张建凤, 王浩然, 杨绪勇
甲脒基钙钛矿(FAPbX3)纳米晶(NCs)具有成本低、色纯度高、吸收范围广、带隙可调等特点,在照明显示与光伏领域中表现出良好的应用前景。然而传统钙钛矿发光二极管(LEDs)的空穴注入层材料-PEDOT:PSS,由于其固有的吸湿性和酸性,严重影响着器件的稳定性,而器件的稳定性始终是阻碍钙钛矿发光器件成为实际应用的关键因素之一。本文首次使用溶液法制备的氧化镍(NiO)薄膜作为溴基甲脒钙钛矿(FAPbBr3) NCs LEDs的空穴注入层,降低空穴注入层对钙钛矿发光层的影响,获得了高效且稳定的钙钛矿发光器件,器件寿命是基于PEDOT:PSS的器件的2.3倍。通过适当浓度的金属掺杂(Cs:NiO/Li:NiO)可以有效改善器件的电荷平衡,从而进一步提高FAPbBr3 NCs LEDs的性能。基于掺杂2 mol% Cs的NiO的器件表现出最优异的光电性质,其最大亮度、最大电流效率、峰值EQE分别为2970 cd·m-2,43.0 cd·A-1和11.0%;相比于传统的PEDOT:PSS基的器件,效率提高了近2倍。
同行评价
该篇文章主要使用溶液法制备的氧化镍薄膜作为溴基甲脒钙钛矿NCs发光器件的空气注入层,降低对钙钛矿发光层的影响,获得了高效且稳定的钙钛矿发光器件,增加了整个发光器件的使命。并通过适当的金属元素掺杂,进一步挺高了发光器件的性能。本文的工作具有一定创新性,器件性能明显提高,有助于实现 FAPbBr3 NCs 高效且稳定的电致发光器件的制备。
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Generation of bright polarization squeezed light at cesium D2 line based on optical parameter amplifier
左冠华, 杨晨, 赵俊祥, 田壮壮, 朱诗尧, 张玉驰, 张天才
原子线共振波段量子光源的制备在精密测量以及研究非经典光与物质的相互作用方面具有重要意义。本文报道了在实验上首次利用低于阈值的环形光学参量放大器产生铯原子D2线的明亮偏振压缩光。实验上利用参量放大过程产生了波长852 nm附近三个斯托克斯参量Ŝ1,Ŝ2和Ŝ3的偏振压缩光源,在频率为2—10 MHz范围内,实测最大压缩达4.3 dB,考虑探测及传输等因素,参量放大器出射的压缩为5.2 dB (即标准量子噪声基准的30.2%)。该原子线共振的量子光源在量子存储、光与原子相互作用和超越标准量子极限的精密测量等领域具有重要的应用价值。
同行评价
文章报道了首次在实验上利用光学参量放大器产生了与铯原子D2线共振的偏振压缩光源,实现了3个斯托克斯参量的压缩。并且在2-10MHz频率范围内测量了3个斯托克斯参量的噪声谱,实测最大压缩为4.3dB。原子线附近的偏振压缩光因其斯托克斯参量噪声低于标准量子噪声基准,在精密测量领域具有重要的应用价值。创新性较强,有较高的参考价值。
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Achieving low frequency electromagnetic wave absorption by gyromagnetic ferrite
叶康平, 裴文瑾, 郗翔, 蒲殷, 伍瑞新
本文研究了旋磁铁氧体材料在不同条件下(磁化状态,大块材料和离散的阵列形式)对低频电磁波的吸收性能以及铁氧体基元间的耦合作用对吸收带宽的影响。研究结果表明,通过旋磁铁氧体在吸波材料中的结构设计可以实现对低频电磁波的高效吸收。文中4 mm大块薄层旋磁铁氧体反射率的-10 dB频点能低至0.48 GHz,并可以通过调整偏置磁场的大小或者离散铁氧体基元的大小灵活地改变共振频率。引入不同尺寸的基元形成的多谐振峰及其相互的耦合可以有效拓展-10 dB带宽,并且这种展宽作用在不同的磁化状态下都是有效的。当采用横向偏置场700 Oe时,两基元吸波材料-10 dB带宽可达单个基元各自作用带宽之和的105.7%。
同行评价
该工作研究了旋磁铁氧体材料在不同条件下的低频电磁波的吸收性能以及铁氧体基元间的耦合作用对吸收带宽的影响。通过调整偏置磁场或者离散铁氧体基元可改变吸收共振频率,并利用基元之间的耦合作用拓展了吸波带宽。数据确凿,分析到位,研究结果具有创新性。
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Research progress and device applications of multifunctional materials based on two-dimensional film/ferroelectrics heterostructures
王慧, 徐萌, 郑仁奎
二维材料是一类具有原子层厚度的层状材料,拥有独特的电学、磁学、光学和力学性能。以石墨烯和过渡金属硫族化合物为代表的二维材料展现出迁移率高、能带可调、可见光透过率高等特点,是近年来微纳科学领域的前沿热点.将二维材料与各种功能材料,如SiO2绝缘体、半导体、金属、有机化合物等结合,可以深化和拓宽二维材料的基础研究和应用。其中,铁电材料因具有自发极化、高介电常数、高压电系数等优点吸引了众多研究者的目光。二维/铁电复合材料很好地兼顾了二者的优点,不仅包含了磁电耦合效应、铁电场效应、晶格应变效应、隧穿效应、光电效应、光致发光效应等丰富的物理现象,而且在多态存储器、隧穿晶体管、光电二极管、太阳能电池、超级电容器、热释电红外探测器等器件中有广阔的应用前景,引起了学术界的广泛关注.本文选取典型的二维/铁电复合材料,重点介绍了这类材料界面处的物理机制、材料的性能以及应用前景,并对二维/铁电复合材料的研究进行了展望。
同行评价
二维材料是一类具有原子层厚度的层状材料,拥有独特的电学、磁学、光学和力学性能,将二维材料与各种功能材料如SiO2绝缘体、半导体、金属、有机化合物等结合,可以深化和拓宽二维材料的基础研究和应用。本文首先介绍了二维/铁电复合材料界面处的物理机制,对石墨烯/铁电材料异质结、TMDC/铁电材料异质结、其他二维/铁电异质结等体系分类总结,并选取每一类异质结中的典型成果进行简要介绍和分析,其内涵的物理机制也更加清晰。本文对进一步扩展二维和铁电材料的研究具有重要意义。
《物理学报》2020年第1期全文链接:
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