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物理论坛第25期:低维量子体系中的演生规范场

由万博最新客户端主办的物理论坛第25期邀请到中国科学院半导体研究所常凯教授来校进行学术交流。具体安排如下,欢迎师生们参加!
讲座题目:低维量子体系中的演生规范场
主讲人:常凯 杰青 中国科学院半导体研究所 超晶格国家重点实验室
讲座时间:2018年05月16日(周三)10:00-11:30
讲座地点:沙河校区万博最新客户端204会议室
主持人:张岩 教授
讲座简介:
  低维量子体系在过去的三十年中展现了许多新奇的物理现象并实现了重要的实际器件应用。如量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应等。在这些低维半导体体系中,自旋轨道耦合效应会诱导出许多新奇的量子相。其中量子相形成机理的物理图像都联系到玻恩-奥本海默近似。
玻恩-奥本海默近似是固体物理中一个重要基本假设。它使得人们可以处理由大量粒子构成的复杂体系的电子和声子结构,也能够研究原子/分子体系运动。利用该近似甚至可以将单个粒子的运动分解为快、慢运动,退耦后可以分别处理两部分的运动。如果在自旋轨道耦合的低维体系中,快运动则会对慢运动诱导出规范场效应。在此规范场作用下,我们发现自旋反向的电子会受到方向相反的类似洛仑兹力的作用,形成边缘态。近来我们还发现可以利用量子光学的办法,通过两束光耦合层间激子内部的三能级系统,利用玻恩-奥本海默近似,可以演生出作用在激子的质心运动上的附加规范场项,相当于激子处在有效磁场中运动。这样,能够将不同自旋态的激子空间分离,即实现激子的自旋霍尔效应。最近我们在自旋波系统中实现演生规范场和拓扑模式,对未来基于铁磁绝缘体的自旋电子学期间提供了物理基础。
 
主讲人简介:
中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员,国家杰出青年科学基金获得者。1996年于北京师范大学获博士学位;1996年至1998年中科院半导体所博士后;1998年至2000年比利时安特卫普大学Research Fellow;2006年香港中文大学杨振宁Fellowship。2001年获得百人计划资助任中科院半导体所研究员。研究领域为半导体物理,在包括Nature子刊 (3篇)、Phys. Rev. Lett. (11篇)、ACS Nano (2篇),2D Materials (4篇)在内的国际学术期刊上发表论文144篇。多项工作得到国际同行的正面评价、重点引用和跟踪研究,并被写入综述文章和专著中。2004年度获得国家自然科学二等奖(夏建白、李树深、常凯、朱邦芬),2005年度获得国家杰出青年基金资助,2013年入选国家百千万人才工程;并被授予“国家有突出贡献的中青年专家”。2013年度中国物理学会黄昆固体物理和半导体物理科学奖。多次在国际学术会议,如美国物理学会三月会议和第31届国际半导体物理大会,做邀请报告。曾任第17届窄能隙半导体物理会议主席;第18届国际程序委员会委员;二维电子气物理会议程序委员会委员;第33届国际半导体物理大会(ICPS-33)程序委员会主席。
从理论上预言了自组织InAs量子点和V型量子线中非对称的Stark效应,并被国际上著名的实验组证实和引用。在国际上较早开展对球形层状量子点的理论研究,并预言了可能存在II型激子。发现耦合量子阱中磁激子的基态是长寿命的暗激子,解释了A.C.Gossard小组观测到的反常实验现象。
主要研究工作集中在半导体自旋电子学方面。系统细致地研究了不同自旋注入方案的优缺点。尤其是稀磁半导体量子点注入方案可以克服强磁场的障碍,实验结果支持我们的方案。研究了稀磁半导体二维电子气的纵向磁阻,理论与实验十分吻合。在此基础上,考虑自旋-轨道耦合,发现在弱磁场下可以在弱极化体系中实现共振自旋极化。