極性拓撲結構、等離激元納腔、QED系統、引力=規范場^2、量子散射振幅 | 本周物理講座

1

報告人：李千，清華大學

時間：1月13日（周二）10:00

單位：中國科學院物理研究所

地點：M樓253會議室

騰訊會議：839-761-996

會議密碼：260113

摘要:

近年來，極性渦旋、斯格明子、電偶極子波等極性拓撲結構的發現為鐵電材料研究打開了一個全新方向。極性拓撲結構具有非平凡拓撲性質的極化矢量組態和納米級單元尺寸，并由此產生天然材料中較為罕見的亞太赫茲頻段電磁諧振機制，有望應用于新型太赫茲光電子器件中。PbTiO?/SrTiO?超晶格因具有可大范圍調諧的晶格應變、鐵電層/介電層組成等結構特征，成為極性拓撲結構的重要研究平臺。本課題組近年來結合薄膜外延生長、動力學模擬和太赫茲超快光譜、光學二次諧波等表征方法，對PbTiO?/SrTiO?超晶格中極性拓撲結構的功能性質開展了一系列探索研究。本報告將介紹我們在斯格明子等體系的太赫茲集體動力學、非線性光學響應、毫米波介電調諧性、動態多鐵性等方面的研究進展。

報告人簡介:

李千，清華大學材料學院長聘副教授、博士生導師，入選教育部U40計劃以及北京市基金委杰青。本科、碩士畢業于南京航空航天大學材料科學與工程系，2014年博士畢業于澳大利亞國立大學，曾在美國橡樹嶺國家實驗室、阿貢國家實驗室從事博士后研究。主要研究方向為鐵電薄膜材料、集成光子器件，以及非線性光學與超快動力學表征。目前已在Nature、Nature Physics、Nat. Commun.、Light Sci. Appl.、Adv. Mater.等國際期刊上發表論文130余篇，獲得發明專利2項。主持（或完成）教育部U40項目、國自然區域聯合重點項目、原創探索計劃項目、面上項目、北京市杰青項目以及中核等企業橫向課題。獲得2025年中國電介質物理優秀青年獎（A類）等榮譽獎勵。兼任中國硅酸鹽學會微納技術分會副秘書長、中國材料研究學會材料分析表征分會副秘書長，以及Journal of Materiomics、功能材料等期刊（青年）編委。

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報告人：趙俊，復旦大學

時間：1月13日（周二）10:00

單位：中國科學院物理研究所

地點： M236會議室

摘要:

Despite nearly four decades of intensive research on cuprate superconductors, the microscopic pairing mechanism responsible for high-temperature superconductivity remains elusive. This long-standing challenge has driven the search for copper-free unconventional superconductors, which can provide complementary insights and tighter constraints on the essential ingredients for high-Tc?pairing.

In this talk, I will present neutron scattering studies of magnetic correlations and their interplay with superconductivity in representative iron- and chromium-based superconductors. I will then discuss our discovery of bulk superconductivity in pressurized trilayer nickelate single crystals. Finally, I will highlight recent results on spin order and spin dynamics in nickelates and discuss their implications for the pairing mechanism.

報告人簡介:

Jun Zhao is a Xie Xide Professor in the Department of Physics at Fudan University. His research focuses on neutron scattering studies of correlated electron systems, including unconventional superconductors and quantum magnetic materials. He also specializes in the growth of large-scale, high-quality single crystals and the measurement of their thermodynamic and transport properties.

He has received numerous honors, including the 10th Shanghai Youth Science and Technology Award, the Ministry of Education Youth Scientist Award, Wanren Leading Talent Program, the Changjiang Distinguished Professorship, the Sir Martin Wood China Prize, and the Qiushi Outstanding Young Scholar Award.

3

報告人：雷黨愿，香港城市大學

時間：1月13日（周二）10:00

單位：北京大學物理學院

地點：物理學院西464會議室

摘要:

本次報告將探討等離激元納腔中與對稱破缺和量子隧穿相關的非線性光學現象，包括（1）光誘導電磁非對稱增強表面二次諧波產生，使其轉換效率比傳統近場增強和模式匹配等策略提升三個數量級；（2）磁共振誘導洛倫茲力驅動的二階光學非線性，使得60年來貴金屬二次諧波產生從“電場獨角戲”華麗轉身為“電磁雙人舞”；（3）光子輔助彈性電子隧穿誘導的量子電導和非線性光學響應和； （4）非彈性電子跳躍產生的非線性拉曼響應，有望構建全光單分子量子傳感新范式。最后，報告人將介紹基于等離激元局域光熱效應的準四維逐層打印技術，并展示其在室溫大氣環境下低成本、高通量制備高密度、高性能、復雜層狀全金屬氧化物電子器件的巨大潛力。

報告人簡介:

雷黨愿，香港城市大學教授，功能光子學研究中心副主任，倫敦帝國理工學院博士和首席副校長訪問教授，香港青年科學院院士，國家優秀青年科學基金（港澳）獲得者。長期從事等離激元納米光子學中的非線性和量子現象及二維半導體的超快光譜研究，特別關注納腔增強光與物質相互作用的經典和量子物理機制及智能光子器件在傳感、成像和能量轉換方面的應用。迄今共發表學術論文278篇，包括1篇Nature Materials, 2篇Nature Energy, 11篇Nature Communications, 3篇Science Advances等，總引用17700余次，h-index是76。他的多光子泵浦、超低閾值量子點激光器研究入選Nature Communications雜志2020年物理領域閱讀量最高的50篇文章之一；他與合作者共同發明的智能輻射制冷涂層被Science雜志作為編輯精選進行報道，其在綠色建筑和電子器件熱管理方面的應用獲得兩項日內瓦國際發明展金獎；新近研發的等離激元光熱打印技術被Nature Materials, Nature Synthesis和Light: Science & Applications作為研究亮點進行報道。

雷教授曾獲山西省科學與技術二等獎、香港城市大學青年學者杰出研究獎、工學院卓越研究獎、香港高等研究院材料科學明日之星稱號、亞太經合組織創新、研究和教育科學獎香港唯一被提名人、倫敦帝國理工學院校長獎學金和安妮?索恩博士論文獎、納米研究雜志青年創新獎、英國皇家學會國際交流獎和深圳市科技創新委員會國家級科技項目先進個人，連續五年入選斯坦福大學發布的全球前2%頂尖科學家榜單，并在2025年入選ScholarGPS世界前0.5%高被引學者。

4

報告人： Fotis Koutroulis，IHEP, CAS

時間：1月13日（周二）13:00

單位：中國科學院理論物理研究所

地點：南樓6620

摘要:

In this work we consider cosmological gravitational production of Dirac sterile neutrinos as dark matter candidates during and after inflation. In the former, the Higgs field experiences large quantum fluctuations driving its average field value to the Hubble scale and above facilitating the sterile neutrino production. However, the production efficiency due to classical gravity still remains suppressed compared to the standard freeze-in mechanism. Quantum gravitational effects, on the other hand, are expected to break conformal invariance of the fermion sector by the Planck scale-suppressed operators irrespective of the mass. We find that such operators are very efficient in fermion production immediately after inflation, generating a significant background of stable or long-lived feebly interacting particles. This applies, once more, to sterile neutrinos which can constitute cold non-thermal dark matter for a wide range of masses, including the keV scale.?

報告人簡介:

Dr. Fotis Koutroulis is a postdoc at the Institute of High Energy Physics, CAS, and an affiliated member of CCAST. He received his PhD in Physics from the National Technical University of Athens in 2021. After completing his doctorate, he held a postdoctoral position at the Institute of Theoretical Physics, University of Warsaw, before joining IHEP. His research interests lie at the interface of particle physics and early universe cosmology, with a focus on physics beyond the Standard Model, dark matter, and cosmological probes of new physics.

5

報告人：Mahn-Soo Choi，Korea University

時間：1月13日（周二）14:00

單位：中國科學院理論物理研究所
地點：南樓6520

摘要:

One of the most profound consequences of the topological states of matter is the bulk-boundary correspondence. The purpose of this talk is twofold: First, I first give a simple argument (without serious math of topology) how the bulk-boundary correspondence arises from the chiral symmetry. Second, I demonstrate the roles of the chiral symmetry and bulk-boundary correspondence in quantum computing and quantum simulation, taking a few examples from single cavity quantum electrodynamics (cavity-QED) systems to?matter.

報告人簡介:

Mahn-Soo Choi is a professor of physics at Korea University in South Korea and the director of the School of Quantum at Korea Univeristy. He holds a Ph.D.in physics from POSTECH in 1998. Following a postdoc toral fellowship at the University of Basel in Switzerland and a research fellowship at the Korea Institute for Advanced Study, he joined the Faculty of Physics at Korea University in 2002. Prof.Choi’s research interests have evolved from his doctoral dissertation in condensed matter theory to encompass quantum computation and quantum information. His areas of expertise include quantum algorithms, quantum simulations, super conducting qubits, spin qubits in quantum dots, and circuit quantum electrodynamics in quantum hybrid systems, as well as mesoscopic transport.

6

報告人： 安宇森，NUAA, Nanjing

時間：1月14日（周三）10:00

單位：中國科學院理論物理研究所

地點：南樓6620

摘要:

In this talk, I will first introduce conformal anomaly corrections on the black hole geometry in 4d spherical symmetric spacetime. After introducing the black hole solution, I will discuss dynamical and thermodynamical aspects of this black hole. For dynamical aspect, we use massive particle motions? as probes to investigate the effect of conformal anomaly. We find that conformal anomaly will generally enhance the chaotic behavior of particle motions. For thermodynamical aspect, we investigate the phase transition and critical phenomena of this anomaly corrected black hole. Especially, we find that anomaly can trigger the violation of Rushbrook scaling law at the critical point. Our result provides the first example of such scaling law violation in four dimensional spacetime.

報告人簡介:

安宇森，2016年本科畢業于北京師范大學物理系，2021年博士畢業于中國科學院理論物理研究所，2021年-2023年在復旦大學物理系從事博士后研究工作，現為南京航空航天大學物理學院副研究員。研究方向是引力理論，黑洞物理，規范引力對偶等。目前的研究興趣為黑洞內部結構，黑洞信息問題及黑洞熱力學。主持國家自然科學基金青年基金，江蘇省自然科學基金青年基金等研究項目5項。在Physical Review D， Journal of High Energy Physics，Physics Letters B, European Physical Journal C等期刊發表論文二十余篇，被引590余次。

7

報告人：Prof. David Kosower，Institute of Theoretical Physics, Saclay

時間：1月14日（周三）16:00

單位：北京大學物理學院

地點：物理西樓3層思源報告廳

8

報告人：Lars Reichwein，Forschungszentrum Juelich

時間：1月15日（周四）10:00

單位：中國科學院理論物理研究所

地點：南樓6509

9

報告人：楊剛，中國科學院理論物理研究所

時間：1月15日（周四）12:00

單位：中國科學院理論物理研究所

地點：南樓6620

封面圖片來源：https://gc.sjtu.edu.cn/cn/off-the-press-zh/2016-11-16/24331/

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