课题组和合作者在磁性拓扑材料的光学表征研究中取得重要进展。研究团队着眼于磁性拓扑材料EuCd2X2家族，通过拉曼光谱技术研究该家族材料的光学响应与温度、磁场、偏振光方向之间的关系，从中获得光子-声子相互作用的相关信息。2022年3月，相关成果发表于《Journal of Physics: Condensed Matter》。
拉曼光谱技术是物质表征，尤其是研究材料声子性质时最为有效的手段之一。相关的实验研究往往基于固定波长的激光光源（如常见的波长632.8 nm的氦氖激光器）、物镜系统和光栅光谱仪。受益于拉曼光谱系统与偏振光控制系统、温度控制系统，以及磁场控制系统的良好耦合性，实验团队在实验室内构建起一套集合偏振光、温度、磁场控制的综合型拉曼光谱表征联合系统。由此，研究团队实现了360°线偏振光方向控制，77 K至300 K温度控制，0到1 T面内磁场强度控制下的拉曼光谱研究。
在拉曼光谱研究平台上，研究人员将EuCd2X2家族材料的实验所得的拉曼峰位置与基于密度泛函理论的第一性原理所得的计算值比较，相互验证了材料声子的各个振动模式。通过改变入射至样品表面的线偏振光方向，发现EuCd2X2家族材料的拉曼特征峰未因线偏振方向变化而发生强度的变化，与通过拉曼张量进行的理论预言具有很好的一致性。由于磁场在调控物质拓扑性质中的重要作用，研究团队进而在改变面内磁场强度的条件下展开拉曼光谱研究，发现该家族材料自旋晶格耦合和电声耦合与对0至1 T的磁场强度相关的特性。研究团队还考虑了环境温度对材料声子特性的影响，在77 K至室温的温度范围内，EuCd2X2家族材料展现出随温度升高声子软化的特性，同时对家族内材料EuCd2P2和EuCd2As2的比较也揭示了由磷原子替换为砷原子能产生声子软化的结果。
针对磁性拓扑材料EuCd2X2家族的线偏振光角度分辨、环境温度分辨、面内磁场强度分辨的研究探索了材料的声子振动特性与入射线偏振光方向、磁场、温度之间的关系，实验上验证了声子振动各向同性的理论预言，显示了温度对声子软化和硬化的显著影响。家族材料内部的元素替代则进一步展现了元素本身对材料声子软硬的影响。研究团队的成果为未来进一步探索EuCd2X2家族材料的声子动力学特性提供了方向。