2024年9月6日，北京大学物理学院学术论坛（第四十一讲）在物理学院思源多功能厅成功举办。意大利米兰理工大学教授Giacomo Ghiringhelli应邀作了题为“铜基和镍基超导材料中集体激发的共振非弹性X射线散射研究”的学术报告。本次论坛由物理学院量子材料科学中心助理教授彭莹莹主持。

彭莹莹主持

在本次报告中，Ghiringhelli教授以高温超导体中的铜氧化物和镍氧化物为研究对象，深入探讨了共振非弹性X射线散射谱（RIXS）在这些复杂体系中的应用。报告分为两部分，涵盖了研究背景介绍和近期研究进展。

在报告的第一部分，Ghiringhelli教授首先简要概述了铜基超导体的结构、电子价态及其复杂的相图。他强调，理解体系中电荷、自旋、轨道与晶格之间的相互作用是研究这些材料的关键。为此，RIXS作为一种结合了X射线衍射（XRD）、X射线吸收光谱（XAS）和电子能量损失光谱（EELS）等技术优势的现代手段，在同步辐射光源的支持下，已成为探究这些相互作用的重要工具。Ghiringhelli教授详细解释了RIXS对轨道、磁激发、电荷激发以及声子模式的探测原理。他以ESRF线站为例，介绍了RIXS实验的测量方式，并回顾了过去二十年间随着能量分辨率的显著提升，RIXS技术所推动的研究突破。

Giacomo Ghiringhelli作报告

在报告的第二部分，Ghiringhelli教授通过一系列最新研究成果，展示了RIXS在高温超导体铜氧化物与镍氧化物中的关键作用。他首先回顾了RIXS在磁激发领域的贡献，实验表明，无论是铜氧化物还是镍氧化物，都普遍存在磁激发，且其色散行为相似。即使在掺杂破坏了基态反铁磁序的情况下，依然可以观测到强阻尼的磁激发。这类高能磁激发的普遍存在为理解高温超导配对机制提供了新的线索。随后，Ghiringhelli教授探讨了RIXS在研究空穴型铜氧化物中的电荷密度波和电荷密度涨落现象中的应用。他提出了独特的见解，分析了这两种现象的相互关系。最后，教授介绍了RIXS在超导能隙和赝能隙测量中的最新进展，并展望了随着RIXS技术的进一步发展，未来该领域可能迎来新的研究方向。

这场报告不仅为听众提供了深入理解复杂量子材料的重要工具，也展现了RIXS技术在高温超导研究中的巨大潜力。

彭莹莹代表北京大学物理学院赠予纪念品

在本次论坛的总结致辞中，彭莹莹对Giacomo Ghiringhelli的精彩报告表示衷心感谢，并代表北京大学物理学院赠予纪念品。

现场互动

报告中与结束后，线上与线下与会师生围绕着自旋子，电荷密度涨落与电荷密度波及超导间的关联，以及RIXS技术对于手性磁激发的测量等方面进行了提问，Ghiringhelli一一给予详尽的解答。

报告人简介：

Giacomo Ghiringhelli于2001年获得法国格勒诺布尔约瑟夫-傅里叶大学物理学博士学位。此后，他一直在意大利米兰理工大学物理系任教，自2017年起担任正教授。他是欧洲同步加速器（ESRF）的用户和访问科学家。他通过设计高分辨率光谱仪（瑞士光源的SAXES、ESRF的ERIXS、欧洲XFEL的hRIXS）及其创新利用，领导了软X射线共振非弹性X射线散射谱仪（RIXS）的发展；2018年，他与Lucio Braicovich一起获得了欧洲物理学会凝聚态物理分会的欧洲物理学奖。他是意大利科学院（Accademia dei Lincei）和欧洲科学院（Academia Europaea）的会员。2022年，他还获得了卡默林赫-昂内斯超导奖。自2022年起，他担任ESRF科学顾问委员会主席。他的科研兴趣包括通过共振X射线散射和X射线吸收光谱研究高温超导体和其他量子材料的磁性和电子特性。

北京大学物理学院学术论坛：

北京大学物理学院学术论坛创办于2020年9月，邀请国内外高校和研究机构高层次科技创新领军学者就物理学及相关领域的基础前沿探索、关键技术突破和热点问题等做学术演讲，旨在推进高质量学术交流，促进学科交叉融合和开拓新兴特色方向研究，培养具有科学精神、全球视野、创新能力、批判性思维的优秀青年人才。

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