张启宬实验室(即纳米结构电子及机电实验室)专注于在纳米结构和功能之间建立联系——特别是以一种前所未用的方式,并基于此开发新型器件的应用。 例如在我们研究的拓扑声子晶体中,纳米声子晶体结构和其边缘模式性质能够通过几何相位之间建立联系。 有趣的是,这种联系也存在于猫坠落时的一系列动作(“结构”)和它能翻身平安落地的能力(“功能”)中。 本实验室的研究重点之一是基于拓扑物理开发微波波段的集成声子系统。 传统的微波器件的微型化和集成会受到较长的微波波长的限制,而声子具有远小于微波的波长。 因而集成声子系统能够实现微波器件微型化和集成度的进一步提升。 然而目前微波段声子的操控手段较为初级,因此限制了其功能化的发展。 本实验室着眼于集成声子系统的开发,使其实现在包括5G/6G的通讯以及基于超导量子比特的量子信息等领域的广泛应用前景。 主要研究方向有:(1)利用拓扑物理,使用已有的材料系统(比如氮化铝),开发新型声子晶体器件及电路;(2)开发声子系统中能够实现新现象、新功能的新型材料。 我们对其他的纳米电子、机电器件以及它们的应用也非常有兴趣。 比如利用非线性效应的机电器件、纳米机械等。 电和声子(机械运动)都与许多自由度有相互作用,这使得它们与其他自由度相结合具有丰富的可能性和广阔的应用前景。