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                北理工在界面反射研究中取得重要进展


                  日前,北京理工大学姚裕贵教授团队成员余智明及其合作者,在界面反射研究中取得重要进展,发现界面反射中反常位移环流可以是∮量子化的,为物理学中重要但非常罕见的量子化的物理量增添了ㄨ新的一员。

                  界面反射是一个普遍存在∮且早已为人们所熟知的物理过程,但该领域的研究依然№在蓬勃发展。在界面反射中,一个有意思的物理现象是所谓的反常位╱移现象,指的是,当粒子在界面处发生散射时,其出射点和入射点在界面上是分开』的,存在一个位那么莫轻舞也一定还会死移差。反常位移现象最早是在光学中发现的,而后由于电子光学研究的兴∏起,该现象也被引入到电子体系当中,甚至在金属超▽导界面的Andreev反射中回到保卫处也被发现了。因此,反常位移是一个普≡遍存在的物理现象,研究和揭示新奇的反〓常位移行为不仅是一个基本的物理研究问题,也可以为▲探测材料物性提供一个新的潜在手▂段。

                  近几年,余智明、姚裕贵↑教授和杨声远教授等人合作在反常位移研究领域取得了一系列重要进展。在2017年,余智明等人首次指出在金々属和s-波超导界面处的Andreev反射中可以存ξ 在横向位移[Physical Review B, 96,121101 (2017)],并其后在2018年,发现非传统超导可以独立得☆导致反常横向位移的产生,而不需要体系具◆有自旋轨道耦合,极大得拓展了反常横向位移的杀机存在条件[Physical Review Letters 121, 176602 (2018)]。上述︼工作为余智明等人在近期发现量子化⌒的反常位移环流奠定了非常重要的研究基础。

                图1:(a)界面√反射中反常位移的示意图。蓝色线段表示入兄弟们射和反射的电子流,红色线段代表反◢常位移。(b)反常位移是随界面动量变化★的一个矢量。C代表反常位移在界面动量空间中的环路积分。

                图2:(a)普通金属和外尔半金属∞所构成的模型示意图。(b)反常位移在界面动量空间的矢量场。箭头代表矢量的方向,颜色代表☉矢量的绝对值。(c)反Ψ射振幅的相位随界面动量的变化。

                图3:Andreev反射中的反常位移在(a)s-波超导,(b)手性p-波和(d)d-波超导下的行↘为。(c)手性p-波情况下,Andreev反射振幅的相位角在界面动量空间下的行为。

                  研究反常位移现象的一般性模型可分为两「部分,一为入射区域,二为透射或◣目标区域,如图1(a)所示。当入射的粒子束(比如光或电子)从入射区ζ域向目标区域运动时,其在界面反射时可以产以后再说吧生反常位移现象。反常位移是一个定义于界面动∞量空间的矢量,其定义范围为入射区域费米面在界面动量空间上的投影,如图1(b)所示。余智明等人首先通过对称性』分析,指出当入射区域具有某些特定的对称性,反常位移的环流必然是量子化的。特别重要的是,该量子化怎么会圣族的对称性要求其实并不苛刻。许多实验上」的常规体系,如普通金属人,即满㊣ 足上述量子化的对称性要求。其后该工作计算了两个具体的模型:普通△金属和外尔半金属模型、以及普通金属和超导体模型的反常位移。计算结果显示反常位移的〓矢量场在界面动量空间中会形成量子漩涡,直接证明反常位移环流具有量子化的特性,如图2和图3所示。此外计算也表明量子化环【流的值取决于外尔点和超々神之刃々导体的拓扑电荷。

                  该工∴作表明,如果目标区域具有非零的拓扑电荷,则会导致非平庸的量子化的环路积分。而卐这也反过来表明,反常位移的环路积分可以用来探测目标区域的拓扑物性※。鉴于量子化的物理量在物理学中所具有的重▅要性,该工作将极大的促进反⊙常位移和新奇拓扑已经到了铁云国腹地材料的研究。

                  该文章发表于物理〖学顶级期刊《Physical Review Letters》,作者为刘影轻微响声、余智明(通讯作者)、肖聪ω 和杨声远(Ying Liu, Zhi-Ming Yu*, Cong Xiao, and Shengyuan A. Yang),Physical Review Letters 125, 076801 (2020)。 文章链接: PhysRevLett.125.076801

                 

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