研究方向

  实验室以低维量子体系为研究对象,瞄准国际最新科学前沿和关键科学技术问题,研究低维量子材料与结构的制备和纳米尺度上的控制动力学,致力于精密极端条件下的量子输运、精密扫描探针显微技术和精密光学测量技术的发展,通过理论与实验的密切合作,探索低维量子体系的新奇量子现象、量子调控的新原理和新方法,探索低维量子体系在未来信息技术和能源技术的应用。具体包括:

(1)低维量子材料与结构的制备和生长动力学研究

  • 原子尺度上低维量子结构和纳米结构的生长动力学研究;
  • 拓扑绝缘体薄膜、超导/磁性/拓扑绝缘体、热电/铁电等异质结的制备;
  • 界面与低维超导系统的制备;
  • 碳纳米材料、功能纳米材料的制备与自组装研究;
  • 囚禁和凝聚原子/分子/离子量子体系的制备。

(2)精密极端条件实验技术和方法研究

  • 高能量分辨的扫描隧道显微谱和原子力谱研究;
  • 极低温强磁场中电/磁/热输运测量技术的研究;
  • 超灵敏光谱技术的研究;
  • 激光冷却技术、离子囚禁、存储技术研究。

(3)低维量子体系的新奇量子现象研究和应用

  • 拓扑绝缘体和二维狄拉克电子体系的量子现象研究,及其在自旋电子学和拓扑量子计算中的应用探索;
  • 热电、铁电、多铁超晶格及其异质结的量子现象研究;
  • 高温超导机理研究,超导体在信息技术中的应用研究;
  • 低维光晶格和囚禁原子/离子等体系中的量子现象研究,及其在量子信息处理和量子保密通讯中的应用研究。

(4)低维量子体系的设计与基础理论研究

  • 超越单粒子近似的理论方法研究;
  • 低维量子体系电子态、多电子态的关联现象及效应的理论;
  • 新型拓扑绝缘体的理论设计与模拟计算;
  • 拓扑绝缘体和石墨烯结构的量子器件原理;
  • 新型离子阱的理论,光晶格的物性和量子态调控的理论研究。