武汉大学课题组近日在“声谷学”方面取得了不错的研究进展。论文分别发表在顶级物理期刊Phys. Rev. Lett 和Nature Physics上。这是首次在经典波体系探讨并实现“谷电子学”的对应。该研究在声波体系的实现可以带来全新的声波操控方式;也证实谷态物理的经典-量子体系的统一性,从而可以把研究推广到光子体系等各种经典波体系,催生新应用。
探索全新的电子操控方式一直是凝聚态物理的重要目标。最近,电子的谷自由度正引起越来越多的关注。谷自由度,也称为谷赝自旋,它标记动量空间中分立的能量极值态。能谷态不仅广泛出现于常规半导体材料中,也存在于当下热门的二维晶体中,如石墨烯、二硫化钼等。当不等价谷间的电子散射很弱时,谷指数成为描述电子运动状态的好参量。如同自旋电子学中的自旋自由度,谷自由度也可视为一种新的信息载体并用于设计新型电子器件,这促成新兴的谷电子学。最近,人们已经理论预测和实验观察到许多令人兴奋的谷态输运特性,如谷霍尔效应等。