【要闻】复旦两博士生一作发Nature 网友：颜值学术都齐了

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8月1日，nature杂志刊登了《反铁磁性双三碘化铬中发生巨大的非互易二次谐波》(《GiantnonreciProcalsecondharmonicgeneration Fromantiferomagneticbilayercri 3》)

值得注意的是，这一顶级科学成果的第一位作者很容易与复旦大学物理学系博士研究生孙泽元扬帆。

近年来，二维磁性材料成为国际关注的研究热点。 这些可以使自发磁化保持在单原细胞层的厚度，为人们理解和控制低维磁提供了新的研究平台，为二维磁和自旋电子器件的开发开辟了新的方向，新的光伏器件、自旋电子

二维磁性材料的强磁性性质已经研究过了，但由于反强磁性状态不具有宏观磁化，材料系统整体对外不显示磁性，样品又薄又小，因此其实验研究是行业内的一大课题。

对此，复旦大学物理学系吴施伟课题组最近与华盛顿大学许晓栋课题组合作，用二维磁性材料双重三碘化铬观测了来自层间反铁磁性结构的非相互易二次谐波非线性光学响应，三碘化铬中间层间的反铁磁性耦合和法

北京时间8月1日凌晨，相关研究成果显示“反铁磁双层三碘化铬中发生巨大的非互易二次谐波”(“giantnonreciprocalsecondharmonicgenerationfromantiferomagneticbilayerce”

将经典方法引入新行业，在广泛的研究空之间打开

研究事业中观测到的层间反强磁性感应的二次谐波响应使团队成员兴奋。 因为他们知道这在二维材料的研究和非线性光学行业都有重要的意义。

“意义首先在于其独特之处”吴施伟表示，迄今为止在二维材料行业研究的大部分二次谐波是由晶格结构的对称缺陷引起的。 “对称的缺口是破坏对称性。 例如，人的左右手本来就是镜面对称的，如果一只手指受伤了就缺乏镜面对称性。 ”。 这种磁结构产生的非互易二次谐波与前者有本质区别，原理上非常新颖。

反铁磁性材料因为没有宏观的磁矩，所以对于外部的物理激励得不到宏观的可测量的响应，对于只有几个原子层的厚度的二维反铁磁性材料往往是无力的。 “以前这个问题就像是灯够不到的地方，无法着手于黑暗。 但是，这种“暗”状态现在可以用二次谐波的方法“亮”。 这也是将经典方法引入新行业的绝佳之处。 ”。 吴施伟对此印象深刻。 这一二次谐波过程对材料磁结构的对称性很敏感，为二维磁性材料的研究开辟了广阔的研究空之间。

研究小组还发现，两层反铁磁性三碘化铬的二次谐波信号与以往已知的磁二次谐波信号(例如氧化铬cr2o3)相比，响应系数提高了三位数以上的水平，比通常的铁磁性界面产生的二次谐波高十位数 利用这种强的二次谐波信号，团队可以揭示双重三碘化铬的原细胞层叠结构的对称性。

吴施伟说，体材三碘化铬在高温下属于单斜晶系( monoclinic )，在低温下结构相变变成菱形( rhombohedral )晶系，两者的区别在于范德瓦尔斯作用(一种原子或分子间的相互作用，化学键 但是，在寡层界限，低温下的晶格叠层结构还有争议。 小组在实验中利用一条偏振光测定材料空之间不同方向的极化，测定偏振极化的二次谐波信号，与单斜光栅的层叠结构具有镜面对称性，这与国际上最近发表的理论计算结果一致，二维材料层间的层叠结构

创新实验系统，实现基础研究突破

研究小组在实验中检测到的反铁磁性材料只有两个原始细胞层的厚度(厚度在2nm以下)，但在这种条件下中子散射等测量手段没有什么效果。 比较这个问题，小组根据过去几年在二维材料非线性光学研究行业的积累，采用光学二次谐波这一做法检测了二维磁性材料的磁结构和相关特征。

光学二次谐波过程对系统的对称性很敏感，光学二次谐波的检测方法从系统的对称性开始，可以敏锐地检测系统的反铁磁性。 与检测一般磁性的实验手段不同，不依赖于材料的宏观磁性，而依赖于微观磁性结构引起的对称缺陷。 双碘化铬处于反铁磁性状态，其磁结构不仅打破了时间反转对称性，而且打破了空之间的反转对称性，因此产生了较强的非互易二次谐波响应。 当系统上升到转移温度以上，或施加面外磁场成为强磁性状态时，磁结构的对称性发生变化，该二次谐波信号也消失。

年以来，两年的合作取得了灌溉的成果。 小组首先利用实验室现有的液氦可变温显微光学扫描成像系统进行了初步测量，但由于该系统没有磁场，因此许多重要的实验测量受到限制。 为了解决这个问题，课题组成员克服了困难，利用无液氦的室温孔超导磁铁，自主开发了无液氦的可变温强磁场显微镜光学扫描图像系统，在新系统中实现了强磁场下的光学测量，是重要的去

该研究的合作小组包括香港大学的姚望教授、卡内基梅隆大学的肖笛教授、华盛顿大学的曹霆教授、美国橡树岭国家实验室的michael mcguire研究员、复旦大学物理系的刘韦韡韬教授、陈张海、高春雷教授等

吴施伟和许晓栋是文案通信作者，复旦大学物理学系博士研究生孙泽元和易扬帆是共同第一作者。 研究事业得到自然科学基金委员会、科技部重大研究计划和要点研究开发专业计划等项目经费的支持。

网友:感觉很心跳

对博士生来说，社会上往往有点偏见。 特别是对男性博士来说，理工科的男性博士们从事科学研究，所以头发很少秃，我认为大部分是近视眼。

所以，复旦大学的这两位博士对很多网友喊:“学术上做得很好，不一定光秃秃的。”

起来，有人认为这是别人家的博士呢

希望大家发表论文，保持发际线，学术和颜值一起飞。

资料来源:青塔从中外学术情报、复旦大学情报网综合

来源：简阳新闻