学术报告（2024年12月9日15:30）：拓扑超导体和自旋分裂反铁磁体中晶体对称性引发的新奇性质

主持人：张云蔚 副教授

报告摘要：本报告将讨论由晶体对称性引发的自旋分裂反铁磁体（AFMs）[Nat. Commun. 12, 2846 (2021)]（又称“交替磁性体”）以及拓扑超导体 [Nature 633, 71 (2024)] 中的新奇性质。

在自旋分裂反铁磁体中，我们提出了晶体对称性配对的自旋-谷/动量锁定（CSVL），这是由晶体对称性赋予并本质存在于AFMs中的特性（例如，V₂Se₂O、V₂Te₂O、MnTe 和 RuO₂）[Nat. Commun. 12, 2846 (2021)]。CSVL使得可以通过操控相应的晶体对称性来灵活控制AFMs中的自旋和谷。例如，可以利用应变场引起净谷极化/磁化，也可以在没有自旋轨道耦合的情况下，通过电场生成非共线自旋电流。所有预测均已通过实验验证。这些特性帮助我们在实验中实现了电读出和180°可控切换的反铁磁尼尔序[ Sci. Adv. 10, eadn0479 (2024)]。由于这些独特的性质，这些材料被命名为“交替磁性体”[Phys. Rev. X 12, 040501 (2022)]。

在拓扑超导体中，磁镜对称性可以在单个涡旋中投影多个马约拉纳零模（MZMs），从而通过外场灵活控制MZMs的杂化。这一现象已在我们与贾金峰教授团队合作的最新实验研究中得到实现[ Nature 633, 71 (2024)]。

报告人简介：刘军伟副教授于2014年在清华大学物理系获得博士学位，随后开始在麻省理工学院从事博士后研究工作。2017年，他加入香港科技大学担任助理教授，并于2023年晋升为副教授。

刘军伟副教授在凝聚态物理和量子物理领域有着广泛的研究兴趣，从传统现象如铁电性到奇异的拓扑相如量子自旋霍尔绝缘体。他的主要贡献包括：

1.  理论预测SnTe型拓扑晶体绝缘体、WTe₂型量子自旋霍尔绝缘体以及TaIrTe₄型量子自旋霍尔绝缘体；

2.  发现世界首例单层铁电性（在SnTe薄膜中）；

3.  提出自学习蒙特卡罗方法，其计算速度比传统方法快数千倍且无精度损失；

4.  设计并实现了世界首个全光神经网络；

5.  提出晶体对称性配对的自旋-谷锁定理论，并实现了自旋分裂反铁磁材料中世界首例电学读出和180°尼尔序切换。

他已发表论文60余篇，包括《Science》2篇、《Nature》2篇、《Nature Physics》1篇、《Nature Materials》3篇、《Nature Communications》7篇、《Physical Review Letters》3篇、《Optica》1篇、《Science Advances》1篇、《Nano Letters》2篇等。