9月22日，Nature Electronics (《自然•电子学》) 在线发表物理科学与技术学院余睿教授课题组在电子线路物态设计方面的最新研究成果。

论文题为“Non-Abelian gauge fields in circuit systems”。弘毅学堂物理专业本科生吴杰雄、物理科学与技术学院博士研究生王铸、硕士研究生彪元川为文章共同第一作者。论文贡献者还有物理科学与技术学院本科生胡叶剑，宋子寅，吴天羽，硕士生尹泽鹏等人。南京大学宋凤麒教授和武汉大学余睿教授为论文通讯作者。

在此工作中，研究人员提出了在电子线路中实现非阿贝尔规范场的方案（图1）并展示了与非阿贝尔规范场相关的三个有代表性的物理效应，分别是自旋-轨道耦合效应，陈拓扑绝缘态，以及实空间中的非阿贝尔Aharonov-Bohm效应。此方案基于电路基尔霍夫方程和群论知识，具有很强的普适性，可以构建任意形式的SU(2) 规范场且不受空间维度的制约。为研究任意空间维度下自旋-轨道耦合相关的物理、拓扑物态、以及非阿贝尔规范场相关的物理提供了方便可行的新途径。

图1： 电路中非阿贝尔规范场的构建模块

近年来，余睿课题组及合作者在电子线路进行新奇物态研究方面开展了一系列研究工作。包括(1)在一维和三维电子线路网络中设计拓扑态[Research,6793752,(2018); Acta Physica Sinica,68,220305,(2019)]。(2)在电子线路中设计非厄密拓扑物态[arXiv:1810.09231(2018)]。(3)在二维电路板上设计四维空间中的拓扑绝缘态[NSR 7,1288,(2020)]等。 在电子线路中开展此类研究，有望将拓扑物态领域和电子线路领域相结合，为拓扑物态的研究和应用提供新的物理平台，也为电学功能器件的设计提供新的思路。

该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目经费的支持。论文的作者和贡献者中有多名本科生，通过参加物理学科与技术学院“本科生能力提升工程”，较早接触科研，加入教师的课题组接受到了较为系统的科研训练，创新素质和科研能力获得了进一步提升。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41928-022-00833-8