近年来，TaAs，NbAs，TaAs₂，NbAs₂等二元磷族半金属由于具有拓扑非平庸电子结构、负磁阻、外尔费米子、强磁场下不饱和磁电阻等原因，受到了研究人员的广泛关注。V与Nb和Ta同属VB族元素，但之前对VSb₂的物性研究较少。本文通过Sb自助溶剂法生长了V_1-δSb₂单晶，发现样品中存在V原子空位。通过对V_1-δSb₂比较系统的电输运，比热和磁化率测量，发现该体系具有较大的纵向磁阻和明显的弱反局域化效应。

平带电子结构一般是强关联现象的温床，在凝聚态物理中，平带区域的动能几乎不随波矢变化，意味着体系中有很大的能态密度。此时系统对动能的影响有限，对势能的作用就会十分明显，一些强关联的现象就会出现。本文在对V_1-δSb₂晶体的研究中发现其磁化率和比热在低温7 K以下发生了反常的增大。作者首先排除了磁有序和反铁磁性的影响，然后结合能带计算分析，认为这是由于V_1-δSb₂晶格在低温下发生畸变，致使平带靠近或者穿越费米面造成的。这些发现表明V_1-δSb₂可以为研究平带电子结构的奇特物性提供理想平台。

Fig. 1. (a) The normalized MR at temperature ranging from 1.8 K to 300 K. (b) The Fermi surfaces of VSb₂ crystals from first-principle calculation. Left is total fermi surface for VSb₂, right is fermi surface with along Γ-X.

三元金属硫族化合物相对于二元化合物在晶体结构和电子性质上表现出更高的复杂性和可调控性，从而为探索和研究新物理提供了一个丰富的平台，例如磁性与拓扑之间的相互作用、巨反常霍尔效应以及新奇的拓扑量子相等。

本文利用高分辨的角分辨光电子能谱和第一性原理计算方法系统研究了新发现的三元金属硫族化合物Cu₂TlX₂（X=Se，Te）单晶的能带结构，首次给出了高质量的谱学表征。尽管Cu₂TlX₂具有准二维的晶体结构，ARPES实验仍观测到明显的k_z色散，表明层间耦合在体系电子结构中起了重要的作用。实验得到的能带和理论计算符合得非常好，计算结果显示Cu₂TlSe₂和Cu₂TlTe₂分别具有半导体和半金属相，表明体系的带隙可通过Se/Te组分调控。实验在Cu₂TlTe₂中发现了自旋轨道耦合效应导致的能带简并度的改变以及在高对称方向打开的约0.4 eV的能隙，表明体系中有强自旋轨道耦合效应。此外实验还在Cu₂TlTe₂高对称的X点附近观察到明显的能带折叠，表明可能存在表面重构或表面电荷密度波。该研究提供了一类具有强自旋轨道耦合效应的、能隙可调的三元硫族化合物。

Fig. 3. (a)–(c) ARPES measured band dispersions of Cu₂TlTe₂ along high symmetry directions. (d), (e) Band structures obtained by ab initio calculation with (d) and without (e) spin–orbit coupling (SOC). The red arrows indicate the band gaps induced by SOC. The red and blue circles indicate the band crossings with small energy gap. Data were taken with 122 eV photons at 10 K.

二维磁性材料是二维材料家族的重要成员，由于其独特的自旋电子性质和易于堆垛的优势，为开发未来自旋电子器件提供了新颖平台。近年来越来越多的二维材料被发现具有长程磁有序。磁邻近效应普遍存在于二维范德华磁性异质结中，对磁近邻效应进行精准调控是构筑各种新奇量子物态的重要手段。

本文通过第一性原理计算方法研究了锑烯/铁锗碲范德华异质结的自旋极化电子结构。由于磁邻近效应，在锑烯的导带底和价带顶处出现了自旋劈裂。本文提出了一个低能有效哈密顿量模型对自旋劈裂进行描述。该自旋劈裂可以进一步通过施加外电场、改变层间距或改变堆叠构型等方法进行调控。研究表明，异质结中锑烯的自旋劈裂并不单独依赖于最近邻的锑原子和铁原子之间的距离，因此异质结中的磁邻近效应可能受到多种因素的调节，包括层间电子态杂化和局域电子环境等。该工作促进了人们对二维范德华磁性异质结中磁邻近效应的认识，为类似二维磁性异质结体系在低维物态调控和自旋电子学等领域的研究和应用提供了重要参考。

Fig. 2. Band structures and charge density difference. (a) Band structure of freestanding antimonene, and the Fermi level is set to zero. (b) Band structure of the V4 configuration. Red (blue) lines represent the spin-up (spin-down) band of antimonene in the heterostructure. (c) and (d) Zoom in the CBM and VBM of (b). (e) Charge density difference of the V4 configuration, the isosurface value is 0.0008 e/ų. Yellow (blue) region represents net charge gain (loss).

十九世纪Loschmidt在关于热力学第二定律的讨论中曾质疑玻尔兹曼：由于经典力学的时间反演不变性，系统熵减少的演化过程也应该存在，原则上只要微观上把所有分子的运动速度都反号。这被称为Loschmidt悖论，它对之后非平衡动力学过程研究的发展有着深远的影响。五十年代Hahn的自旋回波实验首次在量子层面上实现了可控的时间反演过程。随着现代量子技术的不断发展，目前在有限自由度的量子系统中讨论时间反演和Loschmidt回波现象已成为可能。

超导量子器件具有能耗低、易扩展、易操控和相对较长的量子相干时间等特点，目前在实现量子计算和量子模拟方面是最具优势的方案之一。本文报道了超导10量子比特器件中Loschmidt回波的实验研究。实验通过周期场驱动实现了哈密顿量的时间反演操作，并重点研究了Bell初态下非理想的次近邻（NNN）耦合项对Loschmidt回波的影响。采用比特频率失谐压制次近邻耦合的方法，显示了保真度会有很大的提高，但对比完全不考虑次近邻相互作用的结果仍有一定的距离（见下图）。这些结果表明Loschmidt回波对时间反演过程中的微扰非常敏感。

Loschmidt回波可用于多体系统量子混沌现象的研究，量子退相干问题和纠缠传播的定量分析，以及离散时间的量子行走等问题的研究，本文工作为超导量子比特系统在相关非平衡动力学过程方面的研究打下了基础。

Fig. 4. Overlap fidelity versus Loschmidt echo time for the initial state |Φ⟩₅₆. The solid and dashed lines represent the calculated results considering NNN couplings with and without qubit detuning, respectively. The squares and circles are the corresponding experimental data. The dash-dotted line is the numerical result without considering the NNN coupling.

基于CH₃NH₃PbI₃的钙钛矿由于其优异的光学和电学优势，在太阳能电池、激光器、光电探测器等领域显示出巨大的前景。然而，由于它对环境的氧气和水分非常敏感，严重限制其发展。

本文通过简单的两步顺序溶液法在玻璃基板上合成了有/无BMIMBF₄离子液体的MAPbI₃钙钛矿薄膜。实验证明，钙钛矿薄膜中的BMIMBF₄离子液体起到了钝化作用。在空气中放置一周后，含有BMIMBF₄的MAPbI₃薄膜的光致发光（PL）强度是纯MAPbI₃薄膜的10倍；在405 nm连续激光照射下，含有BMIMBF₄的MAPbI₃薄膜的荧光持续时间约为2.75分钟，而纯MAPbI₃薄膜的荧光持续时间仅为6秒左右。此外，BMIMBF₄的离子液体具有高离子电导率，可加速电子传输。因此，该方法对提高水氧稳定性和电学性能非常有效，在钙钛矿开发中具有广阔的应用前景。

Fig. 3. (a) The PL spectra of the film (I) and film (II) measured after one week. The dark-field optical microscope of the film (I) panel (b) and film (II) panel (c) after one week under the focus of 405-nm laser. Panels (d) and (e) are the experimental data (dotted) and the corresponding fitting curves of film (I) and film (II) fluorescent duration, respectively.