外尔半金属 MoTe 2 为研究外尔物理与超导之间的相互作用提供了难得的机会。最近的研究发现,Se 取代可以将超导性提高到 1.5 K,但会抑制对于外尔态的出现至关重要的 T d 结构相。迄今为止,尚未建立对增强超导和 T d 相可能共存的微观理解。在这里,我们使用扫描隧道显微镜研究了最佳掺杂的超导体 MoTe 1.85 Se 0.15,其体相 T c ∼ 1.5 K。通过准粒子干涉成像,我们发现了具有破缺反演对称性的低温 T d 相的存在,其中超导性全局共存。此外,我们发现从上临界场和涡旋附近的态密度衰减中提取的超导相干长度远大于现有化学无序的特征长度尺度。我们发现 MoTe 1.85 Se 0.15 中的 Weyl 半金属正常相具有稳健的超导性,这使它成为实现拓扑超导的有希望的候选材料。
pn 结中的二极管效应在现代微电子学中起着重要作用。由于电子(n)和空穴(p)掺杂区之间的反演对称性破缺,电子传输是非互易的,即电流只能朝一个方向流动。这种非互易性质已广泛应用于晶体管、发光二极管、太阳能电池等电子设备中。最近,类似的二极管效应在超导系统中引起了极大的兴趣 [1-66]。与 pn 结中的二极管效应一样,超导二极管效应 (SDE),或者具体来说是约瑟夫森结 (JJ) 中的约瑟夫森二极管效应 (JDE),有望找到重要应用,如无源片上回转器和循环器 [66]。这类设备在量子计算应用中将特别有影响力。此外,SDE/JDE 可用作研究新型超导特性(如有限动量库珀对)的替代方法 [2, 10]。在典型的 JJ 或超导量子干涉装置(SQUID)中,IV 曲线在装置处于正常状态的高电流范围内呈线性,如图 1(d)所示。电压 V DC 在所谓的再捕获电流 I + r(对于电流向下扫描)处突然降至零,并在很大的电流范围内保持在零,直到达到开关电流 − I − c。本文中,我们将该开关电流视为 JJ 的临界电流(I c ),并在本文中始终使用临界电流这一术语。超过 − I − c 后,IV 曲线变为线性,装置再次进入正常状态。对于电流向上扫描曲线,可以观察到 IV 曲线的类似形状,并标记出相应的 − I − r 和 I + c 的位置。一般而言,只要存在时间反演对称性 (TRS) 或反演对称性,I + c = I − c 就与电流扫描方向无关。然而,当两种对称性都被破坏时,临界电流会根据电流扫描的方向显示不同的值,这种现象称为 JDE [ 1 , 2 ]。在非中心对称超导系统或非对称 SQUID 等器件结构中,反演对称性会被破坏
参量振子的量子动力学越来越受到理论和实验界的关注 [1-16]。在一定程度上,这种兴趣来自于参量振子的新应用,特别是在量子信息领域的应用。在更广泛的背景下,此类振子为研究远离热平衡的量子动力学和揭示其迄今未知的方面提供了一个多功能平台,隧穿新特征和新的集体现象就是例子。动力学特征之一是多态量子系统中详细平衡的出现和特征,这也是本文的动机之一。在很大程度上,参量振子的重要性在于其对称性。此类振子是具有周期性调制参数(如特征频率)的振动系统,其振动频率为调制频率 ω p 的一半。经典上,振动态具有相等的振幅和相反的相位 [17],这是周期倍增的一个基本例子。量子力学上,振动态可被认为是符号相反的广义相干态 [18]。弗洛凯本征态是频率为 ω p / 2 的振动态的对称和反对称组合。一般来说,在量子信息中使用参量振子需要进行破坏其对称性的操作,参见文献 [19]。对称性破坏可以通过在频率为 ω p / 2 处施加额外的力来实现。从经典角度来看,这种力的作用可以从图 1(a) 中理解。由于振动态具有相反的相位,因此力可以与两个状态中的其中一个同相,从而增加其
在量子磁学实验室 (LQM),我们进行磁学和相关电子材料的基础研究。我们的核心活动包括新材料的合成、内部实验技术、低温、高压和高磁场、中子和 X 射线散射以及理论和建模。LQM 隶属于洛桑联邦理工学院 (EPFL),该学院是世界著名的研究和教育中心,提供理想的学术环境以及与工业的良好联系。
伪自旋对称性 (PSS) 是一种与狄拉克旋量的下部分量相关的相对论动力学对称性。本文以单核子共振态为例,研究了 PSS 的守恒与破缺,采用格林函数方法,该方法提供了一种新颖的方法来精确描述窄共振和宽共振的共振能量和宽度以及空间密度分布。PSS 的守恒与破缺在共振参数和密度分布随势深的演变中完美地展现出来:在 PSS 极限下,即当吸引标量和排斥矢量势具有相同的大小但相反的符号时,PSS 完全守恒,PS 伙伴之间的能量和宽度严格相同,下部分量的密度分布也相同。随着势深的增加,PSS 逐渐破缺,出现能量和宽度分裂以及密度分布的相移。
伪自旋对称性 (PSS) 是一种与狄拉克旋量的下部分量相关的相对论动力学对称性。本文以单核子共振态为例,研究了 PSS 的守恒与破缺,采用格林函数方法,该方法提供了一种新颖的方法来精确描述窄共振和宽共振的共振能量和宽度以及空间密度分布。PSS 的恢复与破缺完美地体现在共振参数和密度分布随势深的演变中:在 PSS 极限下,即当吸引标量和排斥矢量势具有相同的大小但相反的符号时,PSS 完全守恒,PS 伙伴之间的能量和宽度严格相同,下部分量的密度分布也相同。随着势深的增加,PSS 逐渐破缺,出现能量和宽度分裂以及密度分布的相移。
具有低能量极化切换的半导体铁电材料为铁电场效应晶体管等下一代电子产品提供了平台。最近在过渡金属二硫属化物薄膜双层中发现的界面铁电性为将半导体铁电体的潜力与二维材料器件的设计灵活性相结合提供了机会。这里,在室温下用扫描隧道显微镜展示了对略微扭曲的 WS 2 双层中铁电畴的局部控制,并使用畴壁网络 (DWN) 的弦状模型了解它们观察到的可逆演化。确定了 DWN 演化的两种特征机制:(i) 由于单层在畴边界处相互滑动,部分螺旋位错的弹性弯曲将具有双堆叠的较小畴分开;(ii) 主畴壁合并为完美的螺旋位错,这些位错成为反转电场后恢复初始畴结构的种子。这些结果使得利用局部电场对原子级薄半导体铁电畴进行完全控制成为可能,这是实现其技术应用的关键一步。
图 3:a) 覆盖不同 L 型配体的结构(原子颜色:Cl=绿色、Se=灰色、Cd=金色、碳=棕色、氢=白色、硫=橙色、氧=红色、磷=深蓝色、氮=浅蓝色)以及所使用的命名法和各自的光学带隙。C 1 (Cl) 是图 1 的重复,用于比较。b) 最低八个状态的激子精细结构(最低激子状态设置为零能量)。颜色对应于对数刻度上状态的振荡器强度。
最近,几项涉及具有强对称性的开放量子系统的研究发现,主方程的蒙特卡罗解法中的每一条轨迹都会动态地选择一个特定的对称扇区,在长期极限内“冻结”在其中。这种现象被称为“耗散冻结”,在本文中,我们通过介绍该问题的几个简单的数学观点,认为这是开放系统中存在强对称性的普遍结果,只有少数例外。我们使用许多示例系统来说明这些论点,揭示了非对角对称扇区中刘维尔谱特性与冻结发生所需时间之间的明确关系。在这些扇区中出现纯虚特征值的特征模式的极限情况下,冻结不会发生。此类模式表明系统对称扇区之间信息和相干性的保存,并可能导致非平稳性和同步等现象。单个量子轨迹水平上没有冻结现象,这为识别这些无迹模式提供了一种简单、计算有效的方法。
近年来,人们通过巧妙的路线/方法合成了分子内富勒烯,即将几种低质量分子(如 H2、HD、HF、H2O、CH4)封装在富勒烯笼内,这些方法涉及复杂的化学和物理过程,如被称为分子手术的多步有机合成程序。[1–7] 人们随后利用各种光谱技术对这种轻分子内富勒烯进行了研究,例如红外/远红外 (IR/FIR)、非弹性中子散射 (INS)、核磁共振 (NMR)、X 射线衍射,发现它们表现出独特和非常规的性质,因为捕获分子动力学具有高度量子性,特别是在低温实验条件下的证据。[3,8–16] 此外,其中一些物质也因潜在的长期应用而受到关注