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我们是一个致力于凝聚态物理领域的实验研究小组。科学研究的方向主要聚焦于低维系统中具有新物性的电子结构和量子特性，例如磁性、超导性、强关联电子态和拓扑物态。我们的实验研究手段包括：超高真空分子束外延薄膜和量子结构制备系统、极低温强磁场下的扫描隧道显微镜和谱学系统，以及非接触式原子力显微镜。我们的实验室位于我校主校区中央的逸夫科技楼内。

我们的研究兴趣包括且不限于：

² 低维量子材料和超结构的分子束外延制备；

² 低维物理系统中的强关联电子效应和物性研究；

² 各类拓扑物态的电子结构和调控；

² 低维磁有序的自旋分辨和谱学成像；

² ……

当前研究概况：

低维的量子系统，即低维量子材料，拥有大量不寻常的物理现象，比它们的三维条件下的对应物表现出更多新奇的量子现象和奇特性质。在低维中，电子运动受到限制，导致单粒子电子态的量子化。这不仅可以调节量子系统的物理性质，而且由于电子屏蔽的减少和库仑相互作用的增强，还促进了电子关联效应。此外，反演对称性在低维系统的界面处被破坏。这与自旋轨道耦合相结合，可以产生具有拓扑特征的电子态。我们的研究兴趣在于合成具有分子束外延 (MBE) 的人工设计的低维量子材料，以及在原子尺度上用高能和自旋分辨扫描隧道显微镜 (STM) 表征这些量子系统中的新型电子行为。

我们的研究范围包括：

1. 低维量子材料的分子束外延生长 高质量低维系统的合成是表征其新特性的重要第一步。通过控制材料在表面生长的热动力学和动力学，我们在清洁的超高真空环境中通过分子束外延 (MBE) 生长具有设计功能的各种低维量子结构。更重要的是，MBE 甚至可以生长出传统的三维晶体生长方法无法达到的亚稳态结构，为寻找新材料开辟了一条新途径。

2. 低维系统中相关态的电子特性 在低维系统中，费米能级的电子态极易受到外部扰动的影响，如电子-声子相互作用、电子-电子相互作用等。这导致了大量涌现的相关电子态，包括电荷密度波、自旋密度波、超导和相关绝缘体。我们在超低温和高磁场下用扫描隧道光谱 (STS) 表征这些新的涌现态。低温允许相关物理出现并抑制热展宽以实现高能量分辨率隧道光谱。高磁场调整电子的轨道和自旋运动，充当控制奇异量子系统的可行旋钮。

3. 物质拓扑态的电子特性 拓扑材料的电子能带结构具有非平凡的拓扑结构，彻底改变了相变的传统观点。拓扑材料包含一大类材料，包括拓扑绝缘体、拓扑半金属、外尔半金属和拓扑超导体等。在很大程度上受理论预测的驱动，我们研究了所需的拓扑特性，并通过实验证明了预测的新拓扑材料。由于拓扑系统涉及自旋特征，我们的目标是将自旋解析 STS 带入这些表征中。

4. 低维磁性的自旋分辨光谱成像 低维系统中的磁序往往会被量子和热涨落破坏。在存在磁各向异性的情况下，磁序可以在范德华 (vdW) 晶体中以单层极限存在。这些固有的磁序激发了人们对识别新的 vdW 磁性材料和调整这种磁序的广泛兴趣。我们使用自旋分辨 STM 来研究内在磁序，它能够在原子尺度上解析铁磁、反铁磁和非共线磁序。