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CPL编辑推荐 | 2020年第1期

Original CPL ChinesePhysicsLetters 2021-04-26

CPL2020年第1期编辑推荐论文，敬请关注！

EXPRESS LETTER

Critical Scaling Behaviors of Entanglement Spectra

Qi-Cheng Tang (唐启承), Wei Zhu (朱伟)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 010301

推荐理由

在远离平衡态的动力学过程中，系统中信息的传递使得各部分纠缠起来，如何提取这种长程关联产生的普适量子力学结构是一个具有挑战性的问题。基于共形场有效理论，本文研究了量子临界点附近量子纠缠谱满足的普适标度行为，并探讨了在非平衡动力学过程中获取演生的“算符–量子态”对应关系的可能性。这些结果表明，在理论计算和实验调控中，可以通过对有限尺寸系统动力学过程的模拟获取量子临界现象的重要信息。

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Coherent Transfer of Excitation in a Nanomechanical Artificial Lattice

Liang Zhang(张亮), Tian Tian(田添), Pu Huang(黄璞), Shaochun Lin(林劭春), Jiangfeng Du(杜江峰)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 014501

推荐理由

中国科学技术大学中科院微观磁共振实验室杜江峰院士等人首次在纳米力学系统中实现了可控的人工晶格。他们构造了一个由7个独立的纳米力学振子组成的人工晶格，并利用动力学耦合的方法展示了相邻力学振子之间的可调强耦合。在实验中通过设计人工原子间的耦合控制序列，使初始的弹性激励可以不弥散地在晶格中传输，并基于此提出了一个理论可行的扩展方案。

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Rejuvenation in Hot-Drawn Micrometer Metallic Glassy Wires

Jie Dong (董杰), Yi-Hui Feng (冯义辉), Yong Huan (郇勇), Jun Yi (易军), Wei-Hua Wang (汪卫华), Hai-Yang Bai (白海洋), Bao-An Sun (孙保安)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017103

推荐理由

如何实现大尺寸范围的结构和性能的调控是改善非晶合金这类材料塑性的关键，也是材料科学和凝聚态物理领域面临的一个挑战。本文通过纳米压痕手段首次揭示了在微米尺度，非晶合金丝的模量和硬度可以明显软化，且表现出明显尺寸效应，最大的软化程度可分别达26%和17%。这种性能的大范围调控在物理上主要和将流动变形冻结在受限体积所导致高能量效应有关，并被随后的热分析实验证实。该结果首次展示了通过温度、流变应力和尺寸的合理结合实现非晶合金结构和性能的大幅度调控的可能性，对认识玻璃物质的亚稳态物理本质具有重要意义。

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Observation of Shubnikov-de Haas Oscillations in Large-Scale Weyl Semimetal WTe2 Films

Yequan Chen (陈业全), Yongda Chen (陈勇达), Jiai Ning (宁纪爱), Liming Chen (陈立明), Wenzhuo Zhuang (庄文卓), Liang He (何亮), Rong Zhang (张荣), Yongbing Xu (徐永兵), Xuefeng Wang (王学锋)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017104

推荐理由

近年来，拓扑材料已经成为国际热点研究领域，而要走向实用化的电子器件必须要获得大面积高质量的薄膜材料。拓扑外尔半金属WTe2是近几年迅速发展的明星材料，其薄膜化制备是实现新一代自旋电子器件应用的关键。南京大学电子科学与工程学院王学锋教授、徐永兵教授和张荣教授团队通过脉冲激光沉积技术及后续退火的方法制备了低缺陷密度的、厘米级尺度的高质量WTe2单晶薄膜，从而首次在其中观察到了Shubnikov-de Haas (SdH)量子振荡；并且通过朗道范图分析得到了非平庸的贝利相位。该工作为大面积高质量拓扑外尔半金属薄膜在未来量子信息器件中的应用奠定了重要基础。

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Observation of Coulomb Gap and Enhanced Superconducting Gap in Nano-Sized Pb Islands Grown on SrTiO3

Yonghao Yuan (袁永浩), Xintong Wang (王心童), Canli Song (宋灿立), Lili Wang (王立莉), Ke He (何珂), Xucun Ma (马旭村), Hong Yao (姚宏), Wei Li (李渭), Qi-Kun Xue (薛其坤)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017402

推荐理由

材料维度的改变可衍生出全新的电子行为。清华大学物理系李渭副教授和薛其坤院士等人在钛酸锶衬底上可控地生长了纳米尺度的铅岛，并用低温扫描隧道显微镜对其电子结构进行了表征。他们发现，尺度的改变导致铅岛电子相互作用发生显著变化。在电子间增强的库仑作用和铅岛–衬底耦合作用的协作下，纳米尺度铅岛的超导能隙显著增大，但没有伴随超导相变温度的提高。同时，电子间的库仑相互作用还随着铅岛尺寸的减小而增大，具体表现为在施加高磁场抑制超导后，尺寸较小的铅岛上可观察到位于费米能级附近的库仑能隙。进一步减小岛的尺寸，体系进入库伦阻塞区域。该工作系统地揭示了常规超导体在纳米尺度下的量子行为。

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Superconductivity, Pair Density Wave, and Néel Order in Cuprates

Li-Han Chen (陈历寒), Da Wang (王达), Yi Zhou (周毅), Qiang-Hua Wang (王强华)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017403

推荐理由

How does the parent Mott insulator evolve into a high temperature superconductor at finite doping? Anderson proposed that the parent compound is in a U(1) spin liquid, and its d-wave spin singlet pairing persists, or is inherited, at finite doping to form a superconductor. Here it is found that this type of adiabatic continuality is actually not at work. In the parent compound, a p-wave spin-singlet pair density wave at momentum (π,π) turns out to have lower energy, and interestingly is found to be a novel fully symmetric gapless Z2 quantum spin liquid, which is prone to an instability compatible with the Neel order. Instead, at finite and low doping, the usual d-wave pairing plus weakened Neel order is favored, and is featured with secondary d-wave triplet pair density wave at momentum (π,π). This sheds new light into the mechanism of high-temperature superconductivity.

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Quantization Scheme of Surface Plasmon Polaritons in Two-Dimensional Helical Liquids

Pengfei Suo (索鹏飞), Li Mao (毛力), Hongxing Xu (徐红星)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017801

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表面等离激元的许多量子特性近年来逐步被实验发现，但是该领域缺乏一个统一的理论框架处理量子表面等离激元的电子振荡与光场激发。以前的理论模型有些完全忽略光场，只考虑电子振荡，因此不能描述光子参与的过程；有些形似上只有光场，电子振荡的贡献被隐含在介电函数中。带来的后果是经典的介电函数会掩盖一些电子的量子特性。本文从基本的电光相互作用哈密顿量出发，在扩展无规相近似下发展了一套完整的理论模型克服了上述困难。该方法能够计算二维电子气完整的集体激发能量与波函数，并提供准粒子与光子以及电子密度振荡之间的相互变换关系。因此可以利用它方便的分析表面等离激元电光各自的贡献与分布，揭示表面等离激元隐藏在介电函数背后量子特性。作为一个例子，该文发现在极近场（小于1 nm）条件下，表面等离激元与其它粒子间存在显著的由电子交换引起的额外相互作用，该相互作用正是电子量子性的体现。

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EDITOR'S SUGGESTION

Quantum Scars in Microwave Dielectric Photonic Graphene Billiards

Xiao Wang (王晓), Guo-Dong Wei (魏国东)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 014201

推荐理由

光子石墨烯微波弹球系统是研究相对论性量子混沌现象的合适平台，本文在体育场型光子石墨烯微波谐振腔中模拟相对论性量子混沌现象，研究不同水平边界情况下结构中的量子疤痕，证实了相对论性量子疤痕重复出现的规律。对于光子石墨烯，波束从不同方向入射会有谷依赖的传输行为。本文展示了不同入射方向情况下完全不同的量子疤痕，为进一步从实验上研究相对论性量子混沌现象提供了理论指导。

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EDITOR'S SUGGESTION

Ferromagnetism in Layered Metallic Fe1/4TaS2 in the Presence of Conventional and Dirac Carriers

Jin-Hua Wang (王金华), Ya-Min Quan (全亚民), Da-Yong Liu (刘大勇), Liang-Jian Zou (邹良剑)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017101

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过渡金属Fe插层的层状过渡金属二硫族化合物Fe0.25TaS2展现出反常高的铁磁居里温度和较大的磁各向异性。本文结合第一性原理计算和团簇自洽场方法对该体系的铁磁自发磁化曲线、反常高的铁磁转变温度、以及大的磁各向异性给出了合理的理论解释。基于第一性原理计算，本文首次提出在Fe0.25TaS2铁磁金属中传统的抛物色散载流子和线性色散Dirac载流子共存，Dirac载流子参与的RKKY型铁磁相互作用起主导作用；考虑到体系存在强的自旋-轨道耦合作用，发现Fe自旋间的RKKY型相互作用由海森堡项、Ising项和类XY项构成。作者预期现在的理论模型和结果将适用于其它具有线性色散载流子和强自旋-轨道耦合的准二维磁性材料。

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Bipolar Thermoelectrical Transport of SnSe Nanoplate in Low Temperature

Li-Yan Zhou (周利艳), Qi Zheng (郑琦), Li-Hong Bao (鲍丽宏), Wen-Jie Liang (梁文杰)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017301

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SnSe目前可达到温区内热电ZT系数最高的材料。本文针对SnSe材料中的纳米效应，研究了SnSe纳米片中电学和热电性质。研究发现在低温下SnSe纳米片的电导率和热电转换Seebeck系数均随着温度呈现出非单调变化，Seebeck系数随着温度产生了正负反转。这种特性反应了SnSe纳米片中存在着双极性传输，在不同温度下，存在着电子和空穴的热激发效应差异而导致的费米能级移动。这是第一次在低温区下观测到SnSe的双极性传输。

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Physical Properties of [A6Cl][Fe24Se26](A=K, Rb) with Self-Similar Structure

Shaohua Wang (王少华), Qiangwei Yin (殷蔷薇), Hechang Lei (雷和畅)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 017401

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铁基超导的发现引起了人们对于含有FePn4 (Pn = P, As)和FeCh4 (Ch = S, Se, Te)四面体子单元材料的兴趣和关注。人们发现了一系列具有准一维和准二维FeCh4四面体子单元的化合物，他们表现出了丰富物理特性。但与之相比，具有三维FeCh4四面体子单元的化合物研究非常稀少。本文成功合成了新型的具有三维FeSe4四面体的化合物[A6Cl][Fe24Se26](A=K, Rb)，这两种化合物都表现出绝缘反铁磁性。特别的是，这类化合物的主要子单元是FeSe4四面体构成的八聚体，而这些八聚体的三维构型与子单元中原子的配置是相似的，也就是此化合物在结构上具有自相似的特点。该工作为发现更多三维含有FeCh4四面体子单元的化合物提供了思路。

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EDITOR'S SUGGESTION

Predicting Quantum Many-Body Dynamics with Transferable Neural Networks

Ze-Wang Zhang (张泽旺), Shuo Yang (杨硕), Yi-Hang Wu (吴亦航), Chen-Xi Liu (刘晨曦), Yi-Min Han (韩翊民), Ching-Hua Lee, Zheng Sun (孙政), Guang-Jie Li (李光杰), Xiao Zhang (张笑)

Chin. Phys. Lett. 2020, 37 (1): 018401

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本文提出了一个基于简单循环神经元（SRU）的可迁移网络来预测量子多体系统的时序演化。作者使用统一的自旋编码和系统编码来将因自旋变量增多而带来的指数复杂度转变成常数复杂度。在时序建模方面，本文使用SRU来构建自旋系统时序演化的前后关联性，每一时刻的状态输出通过自旋解码和系统解码共同作用而得到。实验表明，本文提出的量子多体系统预测框架不仅具备较高的准确度，并且还具有跨系统的可迁移性的优点，为将来研究更加复杂的物理系统提供了新的思路。

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