澳大与美国学者研究获国际顶级期刊刊登

澳门大学应用物理及材料工程研究院（IAPME）的澳大濠江学者萧咏康博士与美国德州大学奥斯汀分校物理系的科研合作取得重大进展，首次在超级计算器辅助模拟下于二维类石墨烯原子晶体—单层氮化硼上观察到二维弗勒利希极子并预测出其基态能量，有助设计更具效能的量子材料及光电器件。相关研究成果获国际顶级科学期刊《自然—物理学》(Nature Physics) 刊登。

极子作为一种在量子场论框架下描述的准粒子，被认为与多种材料物理现象相关联。上世纪30年代由前苏联物理学家朗道预言，及后其物理模型经过博戈柳博夫、李政道、费曼等著名高能物理学家逐渐拓展。然而，上世纪50年代由于高性能计算器及电子结构理论尚未成熟，极子理论模型的构建多以简化的连续电介质模型描述固体晶格结合数学解析方法，以致早期建立的极子模型应用在半导体材料上的预测并不准确。

为此，研究团队建立了一套在二维及三维空间皆通用的电子—声子相互作用计算框架，阐明了电子与声子在二维材料中的长程相互作用形式，并以此为基础开发出一种新型的计算方法，能够克服目前直接以第一性原理密度泛涵方法仿真二维极子会遭遇库仑发散的难题。该方法成功还原极子自陷态在不同二维材料载体下的几何形貌，并精确计算出其半径及基态能量。由于在自然界中晶格缺陷的存在非常普遍，透过引入能影响半导体材料特质的掺杂物（Dopants），其电子往往会在缺陷中形成极子并使材料产生畸变效应（Distortion Effects），从而改变材料的光电性质。该项研究成果未来或能协助工程师设计出更具效能的量子材料及光电器件。

此外，文中亦提出二维极子自陷势阱的数学模型，该模型指出局域化极子在二维材料中的基态能量取决于三个独立物理量，分别为电子的有效质量、二维材料的有效厚度及离子介电屏蔽，并给出其数学公式。其中，文中特别指出电子能否在二维材料上形成局域化极子取决于上述三个物理参数的权衡，而过去在三维材料的极子研究中则没有发现对应的物理规律。该模型不仅完善了早期发展的极子理论，而且期望能为实验物理学家攒选出合适的候选材料来进行相关实验，为超导材料、固态量子比特、单光子源器件及光催化等应用研究提供所需的理论基础。上述科研成果通过严格的同行评审获发表在《自然—物理学》上。

萧咏康

研究《二维原子晶体中的极子》“Polarons in two-dimensional atomic crystals”由萧咏康与美方科学家 Feliciano Giustino 二人共同撰文完成。当中关键的技术验证通过位于美国德州大学的超级计算器—孤星六以数千个CPU计算核心来实现，仿真的原子数目规模达到10万个，并行计算程序由萧博士独立开发完成。该研究得到澳大 “澳大人才计划（濠江学者）” 、澳门特别行政区科学技术发展基金（档案编号：0102／2019／A2； 潘晖教授提供相关项目资源）。另外，中国吕梁云计算中心及美国德州大学TACC超级计算中心提供上述研究所需的算力支持。全文可浏览以下网页：https://www.nature.com/articles/s41567-023-01953-4

“澳大濠江学者计划”

为吸引澳门杰出人才留澳发展、培养本地年轻学者，澳门大学自2015年推出“澳大濠江学者计划”，让在著名大专院校完成博士学位的本澳永久性居民加入澳大，发展事业。

该计划为期三年，期间“澳大濠江学者” 除在澳大进行研究外，还可到外地著名大学或机构担任访问学者或研究员，以进一步提升教研经验、开拓国际视野及丰富专业知识；同时，澳大的资深教学人员亦会就如何成功建立研究项目、开展研究、发表研究成果、以及如何成为专业教学人员等，为年轻的“澳大濠江学者”提供适时的建议和指引。