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顶尖论文“下移”，3位95后硕士一作发表Nature！

2021.2.02

　　3位95后硕士一作发表Nature！

　　1月20日，由苏州大学物理科学与技术学院蒋建华教授和南京大学电子科学与工程学院蒲殷副教授合作的，以苏州大学（Soochow University）为第一署名单位的题为“Bulk–disclination correspondence in topological crystalline insulators”的学术论文在《Nature》杂志上正式发表(DOI: 10.1038/s41586-020-03125-3 )。

　　本论文的四位共同第一作者中三位为 95 后硕士研究生。其中刘洋为苏州大学物理科学与技术学院 18 级硕士研究生，林志康为 17 级硕士研究生。

　　论文通过理论计算、原型设计、实验表征相结合的研究方式，首次成功观测到拓扑材料中旋错结构导致的稳健光子局域态和分数电荷。蒋建华课题组和蒲殷课题组创造性地利用光子晶体作为拓扑晶体绝缘体的类比，通过构建光子晶体旋错结构实现探测体-旋错对应关系的物理系统。在测量分数电荷方面，通过与电子系统的类比，利用Purcell效应的经典对应测量光子的局域态密度。

　　左图：实验测量局域态密度的示意图。利用Purcell效应的经典对应（即亚波长天线的辐射电阻正比于光子局域态密度）可以测量光子的局域态密度。右图：橘黄色为实验测量的光子局域态密度，蓝色为相应的计算结果。

　　通过局域态密度可间接测得拓扑能带导致的分数电荷，由此发现并证实了拓扑晶体绝缘体中旋错导致的分数电荷5/2。

　　图丨实验测量得到的原胞电荷。由于系统的对称性，仅测量了1/5的原胞（虚线框住的区域）。左图：拓扑晶体绝缘体的电荷分布。右图：平庸绝缘体的电荷分布。橘黄色区域为旋错区域，灰色为体区域，绿色为边界区域，蓝色为角区域。

　　由此，体-旋错对应关系首次在实验上被证实和发现。与此同时，实验还发现了旋错导致的光子局域态，并发现这些局域态仅存在于拓扑晶体材料中。这些验证和发现为拓扑物理和材料的研究开辟了新的道路和方向，并特别显示出光子晶体和超材料在基础物理研究中的重要价值。

　　硕士一作发表顶尖论文苏州大学硕士研究生以第一作者身份发表Nature，已经不是首次。

　　2018 年 10 月，苏州大学功能纳米与软物质研究院（FUNSOM）硕士生马玮良同学，也曾以第一作者在 Nature 上发了论文，这也是苏州大学历史上第一篇一作《Nature》。马玮良本科硕士均就读于苏州大学，攻读硕士期间一直致力于新型二维光电材料的光学性质的研究。硕士毕业后，马玮良选择攻读华中科技大学博士研究生，师从青年博导李培宁，其出色的学术履历还曾在互联网上引发激烈讨论。

　　顶尖论文“下移”

近年来，随着国内科研水平提升，顶尖期刊的发表普遍呈现“下移”的趋势。不仅见刊文章数量呈爆发式增长，且越来越多的90后成为论文的第一作者甚至通讯作者，未能入选“双一流”的普通高校也在顶尖期刊上屡有斩获。据统计，2020年，中国内地高校作为通讯作者单位（含共同通讯作者单位）共发表Nature/Science原创论文166篇，占比为9.8%（仅包含已经刊出的期刊），均为历史新高。

　　从发文数量来看，“双一流”建设高校中，中国科学院大学、清华大学、北京大学、复旦大学、中国科学技术大学等高校表现优异；其他高校如上海科技大学、南方科技大学、西湖大学、山西大学等高校同样表现出色。除此之外，来自西湖大学、山东农业大学和电子科技大学的3篇文章还荣登封面论文，标志着中国内地高校论文质量的不断提高。