南方科技大学是由中国广东省领导和管理、深圳市举全市之力创建的一所公办创新型大学,目标是迅速建成国际化高水平研究型大学,建成中国重大科学技术研究与拔尖创新人才培养的重要基地……

南方科技大学以学分制、导师制、书院制为基础,以人才培养的个性化、小班化、国际化为特色,通过为一流的人才培养体系,培养人格健全、基础扎实、能力突出、具有国际视野、社会责任感、创新精神和实践能力的高素质人才。

南方科技大学被确定为国家高等教育综合改革试验校。2012年4月,教育部同意建校,并赋予学校探索具有中国特色的现代大学制度、探索创新人才培养模式的重大使命。

南方科技大学对本科学生采用书院制管理模式,以书院、团委、社团等平台为载体,为学生营造了精彩的大学生活。

南方科技大学本科招生采用基于高考的综合评价录取模式,即高考成绩占60%,我校自主组织的能力测试成绩占30%(其中面谈成绩为5%),高中学业水平考试成绩占10%,按考生“631”综合成绩排名从高到低录取。综合评价录取模式由我校在2012年率先实施。

南科大教育基金会由理事会、监事会、秘书处组成。理事会是基金会的最高权力机构;监事会负责检查财务和会计资料,监督理事会遵守法律和章程的情况;秘书处是基金会常设办事机构,在理事会领导下负责基金会的日常工作。

学校党委切实履行党建工作职责,不断强化班子建设和基层党组织建设,充分发挥好党委对学校各项工作的核心统领作用和各党支部的战斗堡垒作用,切实开展组织统战和党风廉政建设各项工作。学校高度重视群团组织建设,充分调动全体师生员工积极性,维护教职工的合法权益,推进学校民主管理,促进学校健康发展,全力营造齐心协力、团结向上、奋发有为的干事创业氛围。

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《自然·物理》发表我校物理系卢海舟课题组合作研究拓扑半金属中Weyl费米子湮灭最新进展

2017-07-24 科研新闻

           最近,物理学顶级刊物《自然·物理》在线发表了北京大学、南方科技大学等机构的学者在拓扑半金属研究的最新进展,他们首次在凝聚态物理系统中观测到Weyl费米子的湮灭。

           该项创新工作此次发表文章的三位共同通讯作者分别为北京大学量子材料科学中心贾爽教授,南方科技大学物理系和量子科学与工程研究所副教授卢海舟,武汉国家脉冲强磁场科学中心王俊峰教授。第一作者为北京大学博士生张成龙。主要合作者还包括普林斯顿大学徐苏扬博士和Hasan教授,北京大学谢心澄院士、张弛研究员,苏黎世大学Neupert教授以及新加坡国立大学林新教授等。

           物理学研究的前沿之一是在凝聚态体系中寻找Dirac方程所描述的一些基本粒子。Dirac方程是具有狭义相对论协变性的波动方程,最早由英国物理学家Paul M. Dirac 于1928年构造,用于描述自旋为1/2的费米子,典型代表如电子。Dirac方程成功地预言了正电子的存在, 并于1932年被实验证实。Dirac方程有不同的等价表示,比如Dirac、Majorana和Weyl表示等,其对应的准粒子可以分别在不同的凝聚态体系中被实现,如石墨烯 (2010诺贝尔物理奖) 、拓扑绝缘体表面可以存在二维无质量的Dirac费米子和非常规超导体的边界可能存在Majorana费米子等。特别是,Dirac方程的三维无质量极限,对应Weyl费米子,可以在最新发现的拓扑半金属中被实现。


图一Weyl半金属朗道能级能隙打开与Weyl点湮灭的物理图像 (原文Figure 2)

           质量是基本粒子的一个属性,可以调节粒子的运动速度。例如,光子没有质量,所以在任何参考系内的运动光速都是常数。Weyl费米子亦没有质量且必须成对出现,每对中的两个Weyl费米子具有相反的手征 (chirality)。通过耦合成对出现的两个Weyl费米子,可以赋予它们质量,其手征属性也随之消失。某种意义上说,这相当于Weyl费米子被湮灭了 (图一)。


图二. 34.4T出现的反常霍尔电阻 (原文Figure 3)

           北京大学量子材料科学中心贾爽实验组成功生长出了高质量磷化钽 (TaP) 拓扑半金属样品,并利用武汉国家脉冲强磁场科学中心的高磁场条件进行了系统研究。他们发现,当磁场达到34.4特斯拉 (约为地磁场的1百万倍) 时,超低温 (1.5-20 K) 电子量子输运表现出了一个反常的霍尔电阻信号,从而第一次发现了在磁场作用下Weyl 费米子湮灭的实验证据 (图二)。


图三. 理论比较拓扑Weyl半金属和普通半金属的最低朗道能级行为  (原文Figure 6)

           我校物理系和量子科学与工程研究所副教授卢海舟与课题组成员 (分别为第三作者研究助理教授王春明和第六作者博士后杜宗正) 通过系统的计算和数据分析,证明了这个反常信号与Weyl费米子在强磁场下最低朗道能带打开能隙有关(图二和图三)。在凝聚态物理中,能谱打开能隙和狄拉克型方程描述的准粒子获得质量是等价的,因而从理论上支持了Weyl费米子湮灭的结论。

           作为南方科技大学量子科学与工程研究所核心成员之一,卢海舟一直从事基于量子场论的量子输运等物理性质的理论研究,系统发展了的拓扑半金属的有效模型与量子输运理论 [综述文章 Front. Phys. 12, 127201 (2017)], 近年来取得多项崭新的研究成果,其中多篇理论工作对实验数据分析起到了重要的支持作用 [如 Phys. Rev. B 92, 045203 (2015); Phys. Rev. Lett. 117, 077201 (2016) 等]。卢海舟课题组近年来获得了包括广东省创新创业团队、广东省建设高水平理工大学专项经费、科技部重点研发计划、国家自然科学基金,中组部“青年千人”等多项国家和地区基金项目的大力支持。该工作中相关的数值计算在南方科技大学高性能计算平台上完成。

           《自然·物理》是英国自然出版集团《自然》杂志的物理学分册,是物理学最高等级的专业期刊,每年发表文章数目不超过200篇,目前的影响因子为22.806。

 

原文链接:https://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys4183.html

 

 

 

 

供稿:物理系

 

 

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