超导体自旋近晶性证实存在FFLO态
平移对称破缺与静态流动性相反,但可以在超导体中实现,超导体是由电子对形成的量子力学相干流体。这种状态的一个特殊例子是FFLO态,由作用于自旋单重态超导体的时间反演对称破缺磁场诱导。FFLO态本质上伴随着超导自旋近晶性、自旋密度调制流动性和自发平移对称破缺。这种自旋近晶性的检测可为FFLO态提供明确证据,但其观测一直颇具挑战性。
研究组报道了层状超导体Sr2RuO4在其上临界场附近的特征“双喇叭”核磁共振谱,表明自旋密度的空间正弦调制与超导自旋近晶性一致。该研究表明,Sr2RuO4为研究FFLO物理提供了一个多功能平台。
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https://doi.org/10.1126/science.abb0332
氢分子超快相干性的原子尺度量子传感
扫描隧道显微镜(STM)结合泵浦—探针飞秒太赫兹(THz)激光可以实现单分子的相干测量。
研究组报道了太赫兹泵浦—探针测量试验,演示了近表面STM针尖在腔中对氢(H2)分子的量子传感。并从这种量子相干性中获得了原子尺度的空间和飞秒时间分辨率。
H2作为一个二能级系统,其相干叠加对外加电场和生长在Cu(100)表面的氮化铜(Cu2N)单层岛的底层原子组成表现出极端敏感性。
研究组获得了可变泵浦—探针延迟时间下H2在Cu2N岛上的太赫兹整流时间分辨图像,实现了亚埃尺度下化学环境异质性的可视化。
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https://doi.org/10.1126/science.abn9220
过渡金属二卤化物异质结层间激子的光吸收
层间激子,即束缚在两个单层范德华半导体上的电子—空穴对,具有良好的电调谐性和局域性。由于此类激子显示出弱电子—空穴重叠,大多数研究仅通过光致发光检测能量最低的激子。
研究组直接测量了层间激子的介电响应,通过其静电偶极矩来获取,并确定了二硒化钨/二硒化钼异质结中最低直接间隙层间激子的固有辐射寿命为0.40纳秒。
该研究发现,电场和扭转角的差异会造成激子跃迁强度和能量的变化趋势,这可能与波函数重叠、莫尔约束和原子重构有关。
通过与光致发光光谱的比较,研究组确定了一种动量—间接辐射机制。吸收特性是依赖于光—物质相互作用的应用关键。
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https://doi.org/10.1126/science.abm8511
高效倒置钙钛矿太阳能电池的有机金属功能化界面
进一步提高倒置钙钛矿太阳能电池(PSC)的性能和稳定性对其商业化至关重要。
研究组报道了一种有机金属化合物(二茂铁—双噻吩—2—羧酸盐[FcTc2])对卤化物钙钛矿界面的多功能化,同时提高了倒置PSC的效率和稳定性。
在模拟AM 1.5光照条件下,在最大功率点连续运行1500小时后,合成装置的功率转换效率达到25.0%,并保持其初始效率的98%以上。
此外,FcTc2功能化设备通过了成熟的光伏国际标准,并在湿热试验(85℃和85%相对湿度)中表现出高稳定性。
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https://doi.org/10.1126/science.abm8566
(未玖编译)
《中国科学报》 (2022-04-27 第2版 国际)