最近我校物理学院王牧教授和彭茹雯教授研究组和德国汉堡大学Schmelcher教授和曹鲁帅博士合作发现了一种新型的声子频率梳,该工作于2014年2月正式发表于Physical Review Letters (2014) vol. 112, p075505。

近年来，关于微纳系统中热传导和输运的研究逐渐成为功能器件小型化、集成化及热电转换等领域的重要研究课题。相关研究不仅在技术上有重要的应用，同时也可以深刻揭示微纳系统中热力学规律。37000cm威尼斯王牧教授和彭茹雯教授研究组自2003年起对微纳系统中声子输运及热导性质开展研究，其中曹鲁帅博士和祁冬祥博士在研究生期间做了大量具体工作，取得一些创新性成果。例如，他们首次将量子化热导从单通道推广到多通道，进而引入声子非线性效应，提出了外场可控的多通道量子化热导的概念，并在聚合物系统中证实了电场控制量子化热导通道的可行性。这一系列工作先后发表在 Physical Review B 和 Applied Physics Letters 等杂志上(详见PRB (2005) vol. 72, p214301; APL (2008) vol. 93, p011908; PRB (2012) vol. 85, p214123等)。

最近,该研究组与德国汉堡大学Schmelcher教授研究组合作, 将研究推广到单频激励的非线性声子系统，发现了一种新型声子频率梳。他们利用解析分析和数值模拟等手段揭示了这种声子频率梳的产生机制,并给出了其物理特性。研究表明，利用声子非线性共振可以产生新型的频率梳，这种声子频率梳不但可以产生比普通频率梳更密集的梳齿结构，还能引入更灵活的关联激发性质。这些特性使得该新型声子频率梳具有丰富的应用前景。此项工作于2014年2月正式发表于Physical Review Letters (2014) vol. 112, p075505。彭茹雯教授和曹鲁帅博士是该论文通讯作者，同时祁冬祥博士也在其研究生期间参与了此项工作。

新型声子频率梳的发现不仅在声子系统有广泛的潜在应用，例如提高声子系统的热注入和转化效率等，还可以推广到诸如非线性光学等其它系统。该系列研究工作受到国家自然科学基金委以及科技部的重点资助。（物理学院 郝西萍）