2022年5月20日下午，前沿院量子材料与器件研究中心邀请南京师范大学张力发教授、北京工业大学韩晓东教授、同济大学陈杰教授和香港科技大学周艳光助理教授通过线上线下结合的方式，为相关专业师生作了精彩的“量子前沿”系列报告。量子材料与器件研究中心副主任周小元教授主持了本次讲座。
张力发教授首先针对声子的拓扑性和手性介绍了声子拓扑物理和拓扑相变，并拓展到拓扑磁子以及各种热霍尔效应的拓扑理论。他指出，在磁系统中，手性声子可以引起总的角动量宏观效应，这对爱因斯坦-德哈斯效应有着重要的影响。最后，张教授重点介绍了团队预测的圆极化手性谷声子，预言了谷声子霍尔效应；预言的非简并频率可调手性声子、椭圆极化手性声子、手性声子的折叠、一步激发手性声子、可传播的非局域手性声子，手性声子二极管等，如何通过实验验证手性声子，手性声子和光子的纠缠、手性声子点亮暗激子等。
接下来，韩晓东教授针对晶界与孪晶界力学行为的微观尺度表征与测量的基础科学问题与难题，介绍了其团队发展的基于球差透射电子显微镜的原子分辨晶界与孪晶界塑性测量与表征技术、装置与科学仪器。研究发现，低对称性结构的晶界承载塑性的原子机制是通过晶界位错攀移的转动机制、晶界原子转移的直接滑动机制和晶界迁移机制形成的。最后，韩教授重点介绍了高对称结构的固态界面-孪晶界，其形变孪晶形核的原子机制、孪晶界面迁移规律，以及孪晶界面与位错的相互作用及相变规律等。
紧接着，陈杰教授从三个方面介绍了团队在低维材料声子输运方面的最新进展。首先，陈教授介绍了超晶格晶体材料中的相干声子输运规律，以及均匀材料中考虑相干效应的热声子的广义衰减规律，然后讨论了二维材料中的界面声子输运，特别是石墨烯/六方氮化硼这种范德瓦尔斯异质结构中与旋转角度相关的界面热导的物理性质，以及如何使用2D材料来增强粗糙固体/固体界面的热输运性能。最后，陈教授详细介绍了声子输运理论和工具方面的进展。如用于探测水动力学声子输运的修正准则，以及应用机器学习研究真实材料热输运的优势。
最后，周艳光助理教授以“Thermal Transport Spectroscopy in Nonequilibrium Molecular Dynamics Simulations: Algorithm and Applications”为题，讲述了因量子和尺寸效应，材料的尺度下降到很小的尺度，即纳米尺度（十亿分之一米），材料的热输运性质变得不寻常。他指出纳米技术作为设计高功能工程材料和结构的工具，在能源和热输运相关领域具有重要的应用潜力。最后，他重点介绍了团队利用非平衡分子动力学模拟研究热输运的方法，并提出了一种基于非平衡分子动力学的策略来量化纳米结构和跨界面的散射过程。
报告会后，与会师生就可传播手性声子对于热输运的调控，手性声子材料与热电相关研究的联系；相干声子与非相干声子的区分方法；磁子与声子的耦合及如何解决声子透射系数计算中的误差等问题与报告人进行了深入的交流讨论。通过举办系列学术讲座，增强了研究人员的学术氛围，提高了学生对量子材料与器件前沿研究领域的认识。
