艾德思：三位iScience作者和他们的研究跨学科推动物理学发展

 2018年3月,Cell Press细胞出版社旗下跨学科开放获取期刊 iScience 创刊号正式与读者见面, 为推动生命/物理和地球科学等领域发展的重要基础与应用研究提供了新舞台, iScience 迄今已有16期面世.

 

在 iScience ,我们期望您可以超越您自己本身从事的学科领域去思考问题.我们认为,协作科学和跨学科的思维可以从全新的角度促进物理学的发展. 以下是三篇近期发表在 iScience 上的文章, 作者们描述了他们将物理学和其他领域的应用相结合起来取得的成果.

 

Anomalous Dome-like Superconductivity in RE2(Cu1-xNix)5As3O2 (RE = La, Pr, Nd)

新型dome形超导体RE2(Cu1-xNix)5As3O2 (RE=La, Pr, Nd)

 

 

作者问答

 

1. 请简要描述这项研究,以及它是怎样推动学科的发展的?

 

郭建刚教授: 引入独特的As-As阴离子共价键,我们可以构建一种新型的超导[Cu5As3]2-单元,并合成一系列超导体.这种CuAs基超导体系是前所未有的.此外,通过改变As-As键长可以调节阴离子As的电荷价态和晶体结构,从而达到dome形状的超导的转变温度. 本工作建立了第一个CuAs基超导体,它具有与FeAs基超导体相似的晶体结构.我们相信,这一发现可以极大地扩展超导家族,并帮助我们更好地理解性能结构之间的关系.

 

2. 您的研究成果是怎样体现跨学研究的?

 

郭建刚教授: 我们认为,物理学界可以进一步深入研究超导dome的起源和母相中未知的相变现象. 在材料科学方面,我们强调As-As共价键在设计新材料中的独特作用.通过调整共价键的键长,可以将As的电荷价从-3调整到-2或-1,从而适应具有多个价态的不同过渡金属. 我们认为它可以为设计新型催化剂或功能材料提供新的视角.

 

关于郭建刚教授

 

2005毕业于吉林大学物理学院,获学士学位,2008年毕业于吉林大学超硬材料国家重点实验室,获硕士学位,2011年获中科院物理研究所理学博士学位,2011-2014年在日本东京工业大学进行博士后研究工作(Hideo Hosono研究组),2014-2016年在美国莱斯大学任ICAM博士后Fellow.2016年6月加入物理所,任特聘研究员,博士生导师.

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Regulation of Two-Dimensional Lattice Deformation Recovery

二维晶格变形恢复规律

 

 

作者问答

 

1. 请简要描述这项研究,以及它是怎样推动学科的发展的?

 

付磊教授: 晶格的可控变形可以调整其性质,但这种不平衡的体系趋向于恢复其固有结构. 这里,我们证明了变形二维晶格的恢复可以通过调节其内部静电相互作用来直接调节.供体被用作掺杂剂,以提供额外的电子来重建位错原子之间的静电平衡. 该策略为实现严格的二维晶格的高效微操作提供了一条新的途径,从而促进和加速了基于二维晶体的晶格变形的研究和实际应用.

 

2. 您的研究成果是怎样体现跨学研究的?

 

付磊教授: 基于二维材料的晶格变形在电子/催化/能源等广泛领域具有持续的发展潜力,能够可控恢复的稳定变形的二维晶格在这些领域具有广阔的应用前景.例如,晶体的可调带隙可以改变吸收带和发光带,这有助于制备具有限定的有效波长范围的坚固的光电器件. 通过控制催化剂的晶格变形,可以调节原子(如H或O)在催化剂上的吸附能,因此,通过掺杂合适的金属给体,可以很容易地获得催化性能最高的活性材料.我们相信我们的工作在跨学科应用中具有巨大潜力.

 

3. 后续还有哪些工作需要进行?

 

付磊教授: 我们的工作主要是研究通过掺杂金属给体对二维MoSe2晶格形变恢复进行调控, 因此,在二维晶体中掺杂不同金属给体所带来的差异应该进行更多的研究.对该策略的稳健性和可控性的探索也值得进一步研究.

 

关于付磊教授

 

武汉大学教授,博士生导师,教育部青年"长江学者',国家自然科学基金委优秀青年基金获得者.以电子信息/能源领域的应用需求为导向,着力研究石墨烯等二维材料及其异质结的可控生长/组装问题,取得了一系列原创性成果.获中国科学院院长特别奖/中国化学会青年化学奖/武汉市优秀青年科技工作者称号.

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Generating strong-pairing superfluidity with an imaginary magnetic field (IMF)

虚磁场增强费米配对和超流态

 

 

作者问答

 

1. 请简要描述这项研究,以及它是怎样推动学科的发展的?

 

崔晓玲教授: 本文章报道了一种能产生强配对超流体的有效工具,即通过现在已经可以在非厄米特(non-Hermitian)原子系统中实现的虚磁场(IMF)产生强配对超流体.与实际磁场的作用相比,在具有或不具有自旋轨道耦合的费米子系统中,IMF的应用可以极大地增强s波对和超流态. 本工作提出了一种向具有高转变温度的强费米超流体过渡的新途径.另外,还为研究非厄米特原子体系中的相互作用效应开辟了一条新的途径.

 

2. 您的研究成果是怎样体现跨学研究的?

 

崔晓玲教授: 事实上,这个课题本身就是跨学科的.它是关于非厄米特原子体系中的费米配对和超流体.首先,对固态中费米子的配对超流性进行了深入的研究,其中一个重要的目标是实现具有高转变温度(Tc)的强超流体.其次,非厄米特系统在光学领域已经得到了广泛的研究,人们对它的兴趣主要集中在宇称-时间(PT)对称的破缺转化/异常点等方面.然而,在这些研究中很少讨论多体相互作用的影响. 从这个意义上来说,我们的研究结合了三个领域-凝聚态/光学和冷原子.本文以超冷原子的建立为基础,讨论了多体相互作用与非厄米特势之间的相互作用效应,引起了有关领域的广泛关注.从我们的研究结果可以直接推断,一个潜在的跨学科应用是利用非厄米热原子气体设计高Tc费米子系统.

 

3. 后续还有哪些工作需要进行?

 

崔晓玲教授: 这篇文章完成了提取非厄米特费米子系统中配对超流体的一些基本概念/组分的第一步, 下一步是要填充理论和实验间的空白,以便人们可以通过非厄米特势来观察增强配对和超流态的可见信号. 我们将朝着这个方向努力.

 

关于崔晓玲教授

 

1983年生.2005年山东大学物理学院本科毕业,2010年中科院物理所获得博士学位.2010-2013年清华大学高等研究院副研究员.2011-2012年美国俄亥俄州立大学物理系研究助理.现为中科院物理所研究员,博士生导师.获2016年度国家自然科学基金委优秀青年基金. 

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相关文章信息

 

三篇文章原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下跨学科开放获取期刊 iScience 上,点击"阅读原文'访问 iScience 期刊主页.

 

文章标题:

Anomalous Dome-like Superconductivity in RE2(Cu1-xNix)5As3O2 (RE = La, Pr, Nd)

 

文章网址:

(19)30092-6

 

DOI:

 

 

文章标题:

Regulation of Two-Dimensional Lattice Deformation Recovery

 

文章网址:

(19)30059-8

 

DOI:

 

 

文章标题:

Enhanced Fermion Pairing and Superfluidity by an Imaginary Magnetic Field

 

文章网址:

(19)30097-5

 

DOI:

 

 

关于 iScience

 

i Science 是Cell Press细胞出版社全新推出的开放获取期刊,旨在解决科学界的两大需求:一是建立联系,即建立不同科学课题之间的联系,以及不同领域科学家们之间的联系;二是满足研究人员对出版流程上的要求(点击 " 阅读原文 ' ,访问 iScience 期刊主页).

 

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