SC7-国际首台大动量极低温深紫外激光角分辨光电子能谱系统研制成功并投入使用
2021年9月8日，在周兴江研究员组织下，赵林副研究员带领博士生吕守鹏（已毕业）、艾平（已毕业）、戎洪涛（已毕业）、闫宏涛、贾俊杰、杨鉴刚和张杏等历时8年研制成功的“大动量极低温深紫外激光光电子能谱系统”，顺利通过中科院条件保障与财务局组织的现场技术验收会(图1)。专家组对项目给予了充分肯定，对谱仪实现的高技术指标给予了高度评价。
SC7-铁基超导体(Ba0.6K0.4)Fe2As2的本征电子结构和超导能隙
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组的博士生蔡永青、黄建伟以及赵林副研究员等，利用新一代基于飞行时间分析器的真空紫外激光角分辨光电子能谱的超高分辨率和同时探测二维动量空间的独特优势，结合氦灯光源的光电子能谱，对高质量最佳掺杂(Ba0.6K0.4)Fe2As2超导体进行了全面系统的电子结构和超导能隙的研究，揭示了其本征的电子结构和超导能隙结构。
SC7-单层FeSe薄膜中存在高达83K超导配对温度的谱学证据
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组的博士生徐煜、戎洪涛、吴定松以及王庆艳副研究员、赵林副研究员等，利用高分辨角分辨光电子能谱技术，对制备的高质量单层FeSe/STO超导薄膜进行了系统的电子结构和超导电性的研究，发现了单层FeSe/STO薄膜在83 K存在超导配对的谱学证据。
SC7-掺杂Mott绝缘体的电子结构演变研究取得重要进展
中国科学院物理研究所／北京凝聚态物理国家研究中心超导国家重点实验室周兴江研究组博士胡成等，与极端条件物理重点实验室靳常青研究组的博士赵建发以及凝聚态理论与材料计算重点实验室的向涛院士合作，利用高分辨角分辨光电子能谱技术，对新型铜氧化物母体Ca3Cu2O4Cl2的电子结构及其掺杂演变进行了系统的研究，取得了重要进展，为掺杂Mott绝缘体的电子结构演变和铜氧化物高温超导体的微观理论研究提供了重要信息。
SC8- 一种二维量子磁体中的随机自旋单态研究
二维量子反铁磁体是如何随着掺杂而演化的是当代凝聚态物理重要的主题之一，其中最佳的例子就是通过在CuO2二维正方形格子上引入载流子而导致的高温超导电性。通常来说，在二维量子磁体的面内引入杂质最终会摧毁任何长程序，并可能导致我们还不是完全了解的一些无序状态，例如量子自旋玻璃、自旋液体、价键玻璃和随机自旋单态等。其中随机自旋单态是首先在掺杂半导体（如Si:P）中被发现的。在这些材料中，位于随机位置的磁矩之间具有分布很广的关联。理论指出，具有最强关联的自旋之间会首先形成自旋单态，然后是那些具有较弱关联的自旋逐渐形成自旋单态，最终所有的自旋都会形成自旋单态，从而使整个体系进入所谓的随机自旋单态。理论上，在一维情况下，已经可以通过重整化群的分析证明这一状态的存在。而在更高维度上，人们也通过数值方法在某些情况下给出了验证。在实验上，有些二维顺磁体系的比热和磁化率在低温下存在幂律标度行为，被认为可能来源于随机自旋单态。但是，被广泛公认的自旋S=1/2二维随机自旋单态材料还未被发现。
SC5-Q03 超导量子计算实验进展：多体局域化迁移率边界的量子模拟
当一个强关联孤立系统引入足够强的无序时，该系统将不会体现出热化现象，即子系统的约化密度矩阵并不表现出各态遍历（ergodic）行为，这种现象被称之为多体局域化（many-body localization）。多体局域化在很多方面和安德森局域化类似，但不同之处在于其存在长程关联，或者更广泛的含义上属于“非可积系统”。过去几年相关课题进展很多，可以研究丰富的物理现象。各态遍历的热化与多体局域化量子相之间的转变是一种非平衡量子相变，它关注的是高激发态的性质。为了更加清晰地研究这一量子相变，人们引入能量密度谱来区分一个量子态到底是高激发态还是靠近基态。多体局域化与能量密度谱之间的依赖关系引发了大家对多体局域化迁移率边界（mobility edge）问题的讨论（图1），现有的基于严格对角化的数值计算给出了尺寸为24个量子比特左右的系统存在迁移率边界的证据。尽管如此，一些研究者对迁移率边界在热力学极限下的存在性提出了争议。
SC8-准二维铁基超导体中发现朝下色散的中子自旋共振模
非常规超导体包括铜氧化物、铁基、重费米子以及部分有机超导材料等，它们往往具有很强的磁性相互作用，且超导机制不能用传统的基于声子媒介形成的库伯电子对凝聚图像（简称BCS理论）来解释，至今仍是凝聚态物理前沿研究的难题之一。类比于BCS理论中的声子玻色型激发模，非常规超导体中一种有可能作为电子配对“胶水”的玻色型集体激发模是磁性激发模。中子散射是测量磁性激发模的最好实验手段。过去，在许多非常规超导体的中子散射实验中，磁性激发模被发现在特定能量值受超导配对影响得到显著增强，这一现象被学界称为中子自旋共振，其共振能量和超导临界温度也被发现呈线性标度关系，使得中子自旋共振模被认为是理解非常规超导普适机理的一个关键。
SC7-FeSe超导体向列相光电子能谱的精密观测揭示存在未知对称破缺的证据
FeSe 超导体具有简单的晶体结构，在低温下不具有反铁磁长程序, 但在90K以下进入向列序态，在超导温度（Tc）9K以下呈现出超导和向列序共存的状态。因此，FeSe超导体是研究铁基超导体中向列相相关物理以及超导机理的理想体系。 FeSe的众多衍生物，如插层FeSe、KxFe2-ySe2、 (Li,Fe)OHFeSe和单层FeSe/SrTiO3等，表现出丰富的物理特性及高超导转变温度，其中单层FeSe/SrTiO3的超导转变温度可能在65K以上。对FeSe超导体本征电子结构的研究，不仅对理解其物理性质和超导机理至关重要，而且是研究其它衍生物的基础。十多年来，对FeSe超导体的电子结构已经进行了大量的研究。迄今为止，理论和实验研究者都普遍认为，FeSe超导体在向列序态，布里渊区中心附近只存在一个空穴型费米面
SC8-外尔费米子与铁磁自旋波共舞
外尔半金属的费米面有且仅有孤立的能带交叉点构成，因而其低能激发的准粒子可以用描述外尔费米子的外尔方程来刻画，具有外尔费米子的零质量、确定手性等特征。虽然自由粒子形式的外尔费米子至今未能被实验确认，但在外尔半金属中却能够实现外尔费米子形式的准粒子，这为研究外尔费米子的行为提供了新的途径。
SC5-Q03 超导量子计算实验进展：动力学相变的超导量子模拟
上世纪七十年代，物理学家费曼问一位年轻的同事：如果孤身去一个未知的险境，而只能携带一个日常工具，你的选择是什么？年轻同事的答案是：瑞士军刀，而费曼自己的选择是：计算器！骄傲如费曼，也许想到，他还是需要一个小小计算器，才能独力重构现代科学的大厦......
