新闻网讯 1月6日，物理学权威期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）同一天在线刊发了物理学院吕新友教授课题组和陆成亮教授课题组的最新研究成果。

吕新友课题组发表题为“Chiral Interaction Induced Near-Perfect Photon Blockade”的研究论文。物理学院2022级博士生卢志广为论文第一作者，吕新友为论文通讯作者，合作者还有物理学院吴颖教授。光子阻塞效应作为一种成熟且重要的物理机制，为实现高纯度单光子发射提供了坚实的理论基础和高效的实现路径。课题组基于散射矩阵理论，证明了手性相互作用能够诱导出近乎完美的光子阻塞效应，这一效应为高纯度单光子源的实现提供了全新思路。这一研究成果为基于手性相互作用的高纯度单光子源制备开辟了新的研究方向，特别是在片上单光子源的集成与量子光学器件的开发方面，展现出潜在的应用价值。值得注意的是，在近一年内，吕新友课题组在腔量子电动力学领域取得了多项重要成果。

图 1.(a,b)波导-腔QED系统的理论模型。(c)单光子和两光子散射示意图。

图 2 .多腔系统中近乎完美的光子阻塞效应。

陆成亮教授课题组发表了题为“Observation of Universal Topological Magnetoelectric Switching in Multiferroic GdMn2O5”的研究论文。陆成亮、国家脉冲强磁场科学中心王俊峰研究员、东南大学董帅教授为论文共同通讯作者，国家脉冲强磁场科学中心博士后王好文和东南大学博士生王凡为论文共同第一作者。国家脉冲强磁场科学中心博士后常钰婷、杨明副教授、李亮教授、南京大学刘俊明教授等深度参与了该工作。拓扑物理学是凝聚态物理学的重要分支，涌现出诸如拓扑绝缘体/半金属/超导体等系列新概念。与此同时，磁斯格明子、铁电涡旋畴等则代表了另外一大类拓扑结构，即实空间拓扑，广泛出现于磁性、铁电以及多铁材料体系。拓扑磁电作为一类新型的拓扑物理概念，文献报道实现拓扑磁电的条件大多非常苛刻，且参数空间小。围绕于此，合作团队研究了GdMn2O5单晶中的磁电效应，实验结果显示，引入电场能够大大拓展获得拓扑磁电效应的参数空间。计算表明，这些拓扑磁电效应与系统自由能的精确调控密切关联。这一物理图像在RMn2O5 (R为稀土离子)系列单晶中得到了验证。

图3.(a) GdMn2O5的晶体结构和磁结构示意图：Mn磁矩形成两条反铁磁链L1和L2，相对a轴倾斜±10° (即魔角)。磁场沿魔角连续扫场两次，反铁磁链L1的磁矩顺时针转动一周，L2的磁矩在平衡位置附近作摆动，系统顺序经历状态1-2-3-4-1。(b) 对应电极化出现两次反转：P1 = -P3, P2 = -P4。过程中拓扑绕数Q=1，类似于面包圈拓扑。(c) 电场作用下，H//a (非魔角)也能实现拓扑磁电过程1-4-3-2-1，即Q= -1。(d) 在最大磁场处反转电场E，则可以获得拓扑磁电过程1-2-3-4-1，即Q= 1。