超细银纳米线的三种结构 | 前沿快讯No.8

中国物理学会官方微信公众号本着“传播科学精神，服务科研工作者”的宗旨，特开设“前沿快讯”栏目，选录近期发表的前沿文章，对文中摘要和引言进行中文导读。由于译者水平有限，难免出现不准确之处，请通过留言批评指正。留言经编辑确认后，将及时进行勘误说明，供后来浏览者参考。

金属一般具有三种晶体结构：面心立方、体心立方和六角密堆积排列。因为金属的结构可以显著影响其性能，因此找到一种实现特定金属的三种结构、并揭示相互之间的结构相变原子机理的有效方法是金属科学和技术研究的重大需求。在室温下，金属一般表现为其中一种晶体结构，机械手段可以诱导金属产生相变，但即使施加了静水压或者冲击的外界条件，同时存在三种晶体结构的金属尚未直接观测到。

本文作者北京工业大学Shiduo Sun和Dongwei Li等通过原位观测5nm大小银纳米线的原子级弯曲和拉伸过程，发现弯曲是一种促进在面心立方结构的银中实现三种晶体结构的有效方法。他们完整观测到了一个从面心立方结构转变为体心立方结构，随后到六方密堆积结构，最后到另外一个重新取向的面心立方结构的过程。重新取向的面心立方结构与母体存在孪晶关系，导致在没有部分缺陷活动的情况下形成孪晶成核。其结果进一步加深了对小型面心立方金属变形机理的认识。

相关研究成果以Direct atomic-scale observation of ultrasmall Ag nanowires that exhibit fcc, bcc, and hcp structures under bending为题，发表在《物理评论快报》 Physical Review Letters 128, 015701 (2022)上。

原文链接：

https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.128.015701

通过电子和声子子系统的相干激发来调控物相一直是超快科学的一个重要研究目标。在相变过程中，能量耗散将导致费米子（比如电子）和玻色准粒子（比如声子，磁振子）复杂的弛豫途径，可能涉及到不同声子模式之间的散射。理解复杂的相互作用需要一种能够解耦不同自由度之间关联的理论模型，也提供了强大的工具来解码实验检测到的光谱信号中的大量信息。

本文作者中国科学院物理研究所关梦雪和刘新豹等研究观测了在多型MoTe2单层材料中，激光驱动的从2H相向1T相的相转变的时间特征。发现这一过程是由基本的电子-声子相互作用引起，并存在一个与光激发电子的非平衡弛豫密切相关的意料之外的声子激发和耦合途径。这个相变被分为三个子阶段，包括亚皮秒时间尺度下的光学支向声学模式能量和动量散射过程，同时沿着非绝热相变途径确定了一个中间金属态。这些结果对非平衡物相工程具有深远的意义。

相关研究成果以Optical Control of Multistage Phase Transition via Phonon Coupling in MoTe2为题，发表在《物理评论快报》 Physical Review Letters 128, 015702 (2022)上。

原文链接：

https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.128.015702

通过打破时间反演对称性和手征对称性，在超导体-正常态金属-超导体类型的约瑟夫森结中的安德烈反射会额外积累一个相位，因此约瑟夫森结的基态不再与正常约瑟夫森结具有0或pi的相位差，而变成一个有限值。这个效应被称为反常约瑟夫森效应，并在要么包含磁性元素，要么基于拓扑绝缘体，硅烯或其他具有强自旋轨道耦合的材料中进行了理论研究。反常的相位变化能导致自旋-电流效应，也被称为逆埃德尔斯坦效应。这种磁电效应可能在未来的超导电子学和自旋电子学中有重要作用，比如用来驱动量子相电池，形成超导量子存储器以及诱导拓扑超导特性。

本文作者中国科学院物理研究所张祥等研究了在Bi2Se3上制备的约瑟夫森三角结中的反常约瑟夫森效应，发现当施加一个平行于三个单结中的两个结的面内磁场时，T型三角结中的反常约瑟夫森效应显著地改变了三角结的马约拉纳相图。这种基于拓扑绝缘体的约瑟夫森结中的现象为系统中反常约瑟夫森效应的存在提供了明确的证据，很可能在拓扑量子计算的Fu–Kane方案中提供一个额外的开关来控制马约拉纳束缚态。

相关研究成果以Anomalous Josephson Effect in Topological Insulator-Based Josephson Trijunction为题作为Express Letters发表在《中国物理快报》Chinese Physics Letters 39 017401 (2022)上。

原文链接：

http://cpl.iphy.ac.cn/10.1088/0256-307X/39/1/017401#1