研究兴趣

我们围绕四个前沿方向开展研究:高温超导、磁性拓扑材料、手性关联电子相,以及新型有序/无序现象。通过将散射谱学(中子、X 射线、对称性分辨拉曼等)与高质量单晶样品结合,我们致力于为宏观物性建立可检验的微观解释。核心目标是提取关键自由度与耦合机制,从而对理论模型进行严格检验。

a)高温超导机理

我们致力于定量理解铜氧化物、铁基及其他超导体系中的配对机制。哪些微观相互作用决定了与 Tc 同步演化的能标——超交换、电声耦合、轨道杂化,还是它们的协同作用?我们能否在晶格与电子结构中识别与配对强度、配对对称性相关的“材料基因”?通过高质量单晶与高精度散射谱学结合,我们描绘集体激发及其与载流子的耦合,力求建立一个把谱学观测与配对“胶水”直接联系起来、可实验检验的框架。

Illustration for high-temperature superconductivity research area

b)磁性拓扑材料

Illustration for magnetic topological materials research area

我们研究拓扑能带与电子关联、电子巡游性相互交织的磁性体系。电子相互作用、自旋—轨道耦合与共价性如何共同塑造自旋波/电子能带,从而在晶体中产生拓扑自旋波及非常规自旋自由度?我们持续发展散射谱学方法流程,并与理论学家紧密合作,在这一前沿方向上推进可验证的实质进展。

c)手性关联电子相

结构手性或电子手性都可能赋予材料新颖功能。手性的起源来自哪里:晶格手征性、非共线自旋纹理,还是自发电荷有序?哪些观测量最能清晰诊断手性有序——圆二色光学/拉曼/X 射线响应、非互易输运,还是旋光相关热力学效应?我们在外场与低温条件下开展对称性分辨谱学研究,搜索手性关联电子相并追踪其微观行为。

Illustration for chiral correlated electronic phases research area

d)新型有序 / 无序现象

Illustration for novel ordering/disordering phenomena research area

除常规破缺对称相外,我们还关注量子自旋液体、多极有序以及由非常规激发凝聚形成的物态。哪些最小哈密顿量能够解释实验谱学结果?在何种条件下,几何阻挫或自旋—轨道耦合会抑制长程有序,转而产生拓扑或分数化激发?依托单晶散射谱学,我们寻找激发连续谱与外场诱导相变,以理解有序如何形成、竞争与消解。

组内实验平台

我们整合样品生长、物态调控与测量表征,缩短从科学设想到实验发现的闭环。实验室可通过多种电弧熔炼/助熔剂/浮区方法制备高质量单晶;正在建设将低温超导磁体与高分辨、可共振拉曼谱学耦合的平台,用于低温、强磁场与应变条件下的对称性分辨研究。配套输运与热力学测量将进一步打通结构—物性—谱学之间的关联。欢迎查看我们的图集,了解更多进展。

Illustration for in-house instrumentation

与全球大型科研装置的合作

Illustration for global neutron/light-source facility collaboration

我们是中子源与光源装置的活跃用户,主要利用中子散射及共振/非共振 X 射线技术开展研究。机时实验与样品生长、组内测量协同设计,以最大化每一块单晶所提供的信息量。面向未来,我们希望探索多模态联用流程与下一代实验仪器。