南京大学

报告摘要：

低维关联电子材料是电、磁、光、声、热等各种能量形式转化的载体，是现代科学技术发展的基础材料之一。对于d轨道关联电子体系而言，强自旋-轨道耦合效应、电子关联效应及晶体场效应之间相互竞争，使其表现出丰富的新奇光电磁特性。当材料的厚度（维度）降低到接近单原子层极限，并以特定方式堆垛形成二维异质结时，异质界面两种材料电子云的重叠会在界面衍生出不同于上下层材料的独特的电子性质和层展效应。因此，低维关联电子材料可以通过单原子层晶胞之间的层间堆叠和扭转来构筑能带结构可调的异质界面，为“后摩尔时代”构筑全新原型器件提供了更多可能性。尽管异质界面上的相互作用通常都会涉及到晶格匹配、能带弯曲、电荷转移和莫尔周期势等复杂的物理化学过程，然而这些现象最终还是受到二维空间上异质界面的晶体结构及其平移和旋转等基本对称性的控制。因此，如何在众多新奇的界面电磁现象和界面二维晶格对称性之间建立桥梁，深入理解并构建材料的空间维度、界面结构与新奇性能三者之间的构效关系，是关联电子体系全新物态探索取得突破的关键所在。

围绕这一科学问题和挑战，本报告将围绕低维关联电子材料对称性破缺与物态调控中的基本问题，从三个方面介绍我们的研究成果：(一) 基于界面晶格对称性破缺和能带结构人工修饰，实现了半导体异质界面诱导产生的面内铁电极化和自发光伏效应，证实了异质界面栅极可调的圆偏振自旋光电流现象，揭示了界面能带中贝里曲率偶极矩–自旋–能谷三重锁定的特性，为人们利用异质界面调控非线性物理现象提供了全新的材料设计策略和技术路线。(二) 在低维磁性材料磁结构和易磁化轴的调控研究中，实现了铁磁材料中磁各向异性能的连续可调性，厘清了材料在磁结构相变中的自身晶格结构对称性、外加电场和压力场和易磁化轴调控的构效关系，为构筑新型自旋电子器件及自旋操控提供了全新的技术方案。(三)开发了金刚石对顶砧在极低温强磁场下的超高精度转角电输运测量技术和高压下超导隧穿谱测量技术，证实了高压下二维超导的存在，厘清了晶格结构相变中的自身晶格结构对称性、压力场调控和超导电子维度的构效关系，为低维超导配对机制的研究提供了全新方案。

报告人简介：

袁洪涛，南京大学教授，教育部长江学者特聘教授，求是杰出青年学者，国家重点研发计划项目首席科学家。于2007年于中国科学院物理研究所薛其坤课题组获理学博士学位，毕业后在日本东北大学Iwasa课题组开展博士后研究。2010-2012年转至东京大学应用物理系Iwasa课题组担任助理研究员和助理教授。2012年入职斯坦福大学崔屹和Harold Hwang课题组担任助理研究员和SLAC 副研究员。2017年入选国家高层次人才计划，任南京大学现代工学院教授，博导。袁洪涛长期从事低维关联电子材料新物态探索方面的研究，在关联电子体系对称性破缺及其物性调控上取得了系统的创新性研究成果。发表SCI学术论文150余篇，其中Science和Nature子刊28篇（包括Science 2篇、Nature Nanotechnology 11篇、Nature Materials 2篇、Nature Physics 1篇、Nature Electronics 1篇、Nature Communications 9篇和Science Advances 2篇）。论文总引用>15000次（H影响因子52），其中10篇被Web of Science评为高被引文章，入选了Web of Science交叉领域的高被引学者。袁洪涛教授2017年入选江苏特聘教授和江苏省双创人才，2019年获得香港求是基金会“求是杰出青年学者奖”，2020年入选了江苏省双创团队领军人才，2022年入选了教育部长江学者特聘教授。授权相关国际国内发明专利30余项。在包括美国物理学会年会、美国材料学会年会、美国电化学年会、国际铁磁和磁性材料大会等国际国内会议上做邀请报告40余次。为Nature、Nature Materials、Nature Nanotechnology等期刊的审稿人。

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