台大研究团队自旋电子学中的Yang-Mills理论发表在国际顶尖期刊

台大物理系张庆瑞教授及访问学者陈绳义,与其博士生陈松贤(已加入台北大学),黄则钧与新加坡国立大学,皇家墨尔本理工学院和东京理工学院合作撰写一篇有关自旋电子学中Yang-Mills理论的物理学。这篇文章于2020年10月发表于国际顶尖期刊《物理学报》(Physics Reports)。

此期刊一直是物理界影响因子最高的杂志之一,过去5年的影响系数平均值为24.659,远比《Nature Physics》的5年影响系数平均值(21.797)还高出不少。值得一提的是,在《物理学报》发表文章,以台湾作者群为主体,甚至为通讯作者本已是凤毛麟角,若是以凝聚态相关主题,本文更可说是该刊自1971创刊迄今,台湾发表的第一篇文章。本论文已可在期刊网页下载。( https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037015732030257X )。

台大研究团队自旋电子学中的Yang-Mills理论发表在国际顶尖期刊
霍耳效应的几种形式:电荷霍耳效应是因为外加磁场导致,自旋霍耳效应是因为杨米曲率的自旋纵向力,而反常霍耳效应则是由于内在磁化产生。

Yang-Mills理论是标准模型的基础,传统上是高能和数学物理学家非常感兴趣的领域。在1990年代后,Yang-Mills所启发的物理学领域已扩展到自旋电子学(spintronics),现在半导体或拓扑材料等具有强自旋轨道耦合的材料中的结构中更容易观测到,对现代工业产生极大影响。

获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

本文由规范理论出发,来探讨Yang-Mills理论在自旋电子学的应用。例如自旋霍尔和自旋力矩的现象,可以利用Yang-Mills的理论更清楚理解自旋轨道相关现象的问题。但是在大多数以前的工作中缺少对Yang-Mills理论和个体现象之间的明确解释。本文中提出的崭新观点是从力和相位物理学的角度进行的讨论。同时结合自旋霍尔、自旋抖动运动、量子自旋霍尔和自旋力矩来研究自旋电子学的规范物理,并在自旋干涉和自旋螺旋的背景下讨论自旋相位物理学。奇妙的是,这些复杂的自旋电子学现象竟然可以透过简单的力和相物理学在Yang-Mills的理论背景下来清楚解释。

本文将规范理论方法与自旋和磁现象作出良好而直接联系,对凝聚态学家特别是纳米科学领域的科学家来说非常有用,无论自旋电子学,拓扑系统,二维石墨烯和硅烯的研究都可以利用本理论而有更清楚物理与应用图象。另一方面,本文也对试图进入凝聚态科学和纳米科学世界,而往往不知如何着手的高能理论家提供一个友善的切入方向。

上一篇:

下一篇:


标签