近期，南開大學物理科學學院陳志剛教授和許京軍教授帶領的課題組，在光子石墨烯能谷贗自旋方面的研究取得了重要進展。

近年來，石墨烯和二硫化鉬等具有蜂巢結構的二維材料引起了人們極大的興趣，其能谷自由度表現(xiàn)出很多新奇的特性及其在信息領域的應用潛力，成為“能谷電子學”這一新興交叉領域的前沿研究熱點之一。

通常為了能有效操控能谷自由度，人們需要打破石墨烯結構的空間反演對稱性，打開狄拉克點的帶隙，利用貝里曲率的不同來區(qū)分實現(xiàn)。

該課題組通過研究發(fā)現(xiàn)，在光子石墨烯晶格中，即使不破缺晶格結構的空間反演對稱性也能觀察到與能谷自由度相關的物理現(xiàn)象。課題組首次利用光誘導制備的光子石墨烯晶格，實現(xiàn)了能谷渦旋的產生和拓撲荷的反轉，并且發(fā)現(xiàn)了由于激發(fā)高帶模式導致的能谷渦旋簡并破除現(xiàn)象，這是通常的二能帶狄拉克模型所不能解釋的。該研究結果不僅加深了對石墨烯結構中能谷物理的理解，而且對其它物理系統(tǒng)中能谷和拓撲物理現(xiàn)象的研究提供了有益的借鑒。

該課題組的研究成果以“Valleyvortexstatesanddegeneracyliftingviahighbandexcitation”為題，于今年3月29日發(fā)表在物理學頂尖期刊《PhysicalReviewLetters》上。該論文以南開大學為第一單位，宋道紅副教授為第一作者，許京軍教授和陳志剛教授為共同通訊作者。論文與韓國基礎科學研究院DanielLeykam教授和西北工業(yè)大學、希臘克里特大學等單位合作完成。

據了解，該課題組先前在光子石墨烯前沿物理的研究中已經取得了一系列重要進展，相關工作相繼發(fā)表在《NatureMaterials》《NatureCommunications》《PhysicalReviewLetters》等。去年，在國家科技部重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金重點項目等的支持下，該課題組已在《PhysicalReviewLetters》上連續(xù)發(fā)表了兩篇論文，報道了在人工光子學材料方面突破性的研究工作，包括：石墨烯能谷的布洛赫震蕩、Lieb型光子晶格中的新型平帶模。

《PhysicalReviewLetters》是美國物理學會(AmericanPhysicalSociety)于1958年創(chuàng)辦的物理學綜合性期刊，屬于物理學公認的頂級刊物,主要發(fā)表重要的物理研究成果。2018年度該期刊影響因子為8.839。