Physics students and alumnus win 5 awards, present their research at American Physical Society meeting

College of Arts and Sciences physics and astronomy 两名学生和一名校友与newbb电子平台(Ohio University)的教职员工一起前往纽约，获得了五个主要奖项 American Physical Society (APS) March meeting in Las Vegas.

The five awards included funds from an APS program 认识到邀请杰出的年轻研究人员和早期职业人士参加APS年会可能是一次改变职业生涯的经历.

newbb电子平台收集的非常有竞争力的奖项包括三个由研究生颁发的杰出学生奖 Miguel Mojarro Ramirez and Eva Yazmin Santiago Santos and alumnus Oscar Avalos Ovando.

Mojarro Ramirez also won an Ovshinsky Student Travel Award, and Avalos Ovando, a visiting research scholar and alumnus who earned a Ph.D. in Physics in 2018, won the APS Forum for Early Career Scientists Mini Grant Award.

物理系师生共向国际观众做了12场演讲.

“对于我们的学生和博士后来说，参加这次会议非常重要, by far the largest in physics with 14,000 attendees this year," said Professor of Physics Professor Sergio Ulloa. "Although it is organized by the American Physical Society, its attendees come from all over the world. 我们的学生展示他们的工作和进步，并建立重要的研究网络，这有助于他们的职业规划，并有助于将他们的工作放在社区的角度."

OHIO presentations at APS

Santiago Santos presented "由可见到中红外波长的纳米棒组成的等离子体纳米流体" with Distinguished Professor of Physics Alexander Govorov. 她的演讲重点是纳米棒(TiN等)组成的等离子体溶液的光学共振和光化学活性的研究。, focusing on energy related applications. 他们讨论了胶体等离子体纳米材料如何对光表现出强烈的反应, which depends on the shape of the nanoparticles, material, and medium. 这使得他们可以调整和扩展他们的光谱从可见到中红外范围.

Avalos Ovando presented on "Two-temperature model in plasmonic nanocrystals with complex shapes" with Govorov. 等离子体场已经出现了一种新的方式来操纵纳米材料的光学性质在照明. Firstly, plasmonic nanocrystals (NCs) have shown promising uses, as their optical response can be manipulated through the careful design of their geometry; and secondly, 等离子体纳米管在电磁辐射下能有效地产生热量. So, 人们很自然地想知道在形状复杂的等离子体nc中发生了什么光热效应.

阿瓦洛斯·奥万多(Avalos Ovando)通过研究几种复杂形状的黄金nc的时间动态，讨论了如何解决这个问题. “我们使用双温度模型来研究超快光热响应, and we solve for the lattice and the electronic temperatures. 我们观察到介电函数通过温度产生局部修正, which leads to the thermal imprint of plasmonic hotspots. Also, absorption signals are largely enhanced at the ultrafast timescales, showing that this is a general effect on all plasmonic NCs. 我们的研究结果可以引导超快和光学可重构的纳米光子器件的设计," he said.

Graduate student Kanishk Chauhan and Professor Alexander Neiman presented "具有自适应突触权和结构的振荡神经元网络模型动力学.“他们研究了具有可变耦合强度和结构的相位振荡器网络的动力学，可以代表振荡神经元网络，其中尖峰动力学, synaptic weights, and network structure influence each other.

“我们表明，结构可塑性和峰值时间依赖的可塑性相结合，可以实现比仅具有STDP的网络链路更少的同步状态. With non-identical units, STDP+SP导致振子固有频率与节点度之间的相关性. Furthermore, 我们使用漏积分法证实了神经元放电速率和程度之间的相关性 & fire model of neurons," Chauhan said.

Graduate student Rawan Nowier and Distinguished Professor Emeritus Peter Jung presented on "神经丝基因表达及其转运在髓系轴突径向生长中的差异作用."

"In mammals, 大多数径向生长发生在出生后，并由神经丝(nf)的积累驱动。, 哪些是在细胞骨架中起填充空间作用的细胞骨架蛋白聚合物. NFs在细胞体内合成，并通过分子马达蛋白沿微管(MT)轨道转运到轴突. NF的积累是由NF从细胞体流入的增加和它们在轴突内运输速度的降低所驱动的. 然而，这两种机制的相对作用尚不清楚. To address this, 我们建立了一个计算模型，在已发表的细胞骨架形态学和NF运输动力学数据的约束下，模拟大鼠腹根神经和坐骨神经轴突的径向生长," Nowier said.

Lauren Massaro, a graduate student at Kennesaw University and Professor Nancy Sandler presented on "Floquet Engineered Vortex States in Dirac-like Systems.“他们讨论了通过辐射周期性驱动狄拉克类材料如何导致其电子带的光子修饰和伴随的拓扑相变. Massaro works at Kennesaw in Georgia with an OHIO alumnus Mahmoud Asmar, who earned a Ph.D. in Physics in 2015, and Sandler.

涡旋光束就是这种辐射源的例子，因为这些光束除了极化外还携带轨道角动量," Massaro said. 他们的工作考虑了一个受到单色涡旋光束影响的二维大质量狄拉克类系统. "Using Floquet’s theorem, 我们确定了一组角动量守恒的频率和极化，并找到了与空间相关的Floquet哈密顿量的特征态. 本文从实际空间扩展的角度对辐照系统中出现的光致涡旋状态进行了全面的描述, vorticity, and topological properties."

Sandler also presented on "凹凸不平的石墨烯膜:平带工程和拓扑转变的路线图.她讨论了石墨烯的高灵活性是如何允许使用应变工程来控制电子特性的.

“我们分析了几种以不同几何形状排列的高斯形状变形的石墨烯模型中的电荷分布. 我们的工作揭示了莫伊莫尔样的模式，其中有像扭曲双层石墨烯那样的局部电荷口袋. Next, 我们模拟了石墨烯在具有周期性变形阵列的基底上的实验设置. 由衬底几何形状引起的应变改变了电子动力学，为带结构工程提供了一种实用的方法. 我们确定了平面带出现的几何形状和最大间隙的最佳参数. Surprisingly, 电子状态分为“平凡”束缚态和“渗透”扩展态，它们共存于具有不同晶格性质的空间区域中. For a wide range of geometries, and breaking of valley degeneracy, 随着谷手性边缘态的出现，平带获得了拓扑性质," Sandal said.

Graduate student Samuel Johnson and Sandler presented on "Spin qubits in photon-coupled microwave cavities.“微波腔中的电子自旋量子比特代表了开发量子计算硬件的有希望的基础. 与栅极相互作用时间尺度相比，电子自旋态具有较高的相干时间, 光子耦合允许量子比特之间的远距离相互作用. 强自旋光子耦合可以通过偶极相互作用来实现.

“我们的研究表明，腔内额外的量子比特会降低传输幅度. As an alternative setup, 我们分析了由两个空腔组成的双量子点量子比特系统模型的结果, each containing one qubit, 通过允许单光子交换的光子波导耦合. In analogy with previous works, 我们利用输入/输出理论来获得传输振幅，并讨论了通过调整不同参数确定的各种机制," Johnson said.

Mojarro Ramirez presented "Thermal difference reflectivity of tilted 2D Dirac systems" with colleagues from the 下加利福尼亚大学Autónoma和墨西哥国立大学Autónoma. 他们研究了大质量倾斜狄拉克系统的光学反射率的热导数光谱. 由温度变化引起的反射变化使光学响应的临界频率得到清晰的识别. 这些光谱特征在热相对光谱允许反过来确定能量间隙和倾斜的波段结构. 对几种低能狄拉克哈密顿谱进行了比较.

“这些结果表明，热差分光谱可能是探测二维狄拉克费米子带间跃迁的有用技术," said Mojarro Ramirez, who also presented "工程倾斜狄拉克锥和应变kagome晶格的拓扑相变" with Ulloa.

Visiting Professor Natalia Cortes presented "过渡金属二硫族化合物中邻近诱导的自旋极化磁热效应与来自智利tuniversidad tsamicnica Federico Santa María的同事合作. 他们探索了过渡金属二硫化物的邻近诱导磁热效应(MCE), focusing on a two-dimensional MoTe₂ 单层沉积在连接到热源的铁磁半导体EuO衬底上. They modeled this heterostructure using a tight-binding model, incorporating exchange and Rashba fields induced by proximity to EuO, 并通过费米统计和平均场计算计算温度.

Rashba场提高了价带的MCE，降低了导带的MCE. 交换场诱导的MCE可以在磁性近似的二维材料中产生可调谐的自旋极化热响应," Cortes said.

Carina Cortes, 来自普埃布拉自治大学物理研究所, Mexico, and Ohio University, 与Sandler合作卓有成效，Ulloa展示了她关于“金属纳米颗粒不对称kagome排列中的表面晶格共振”的研究成果.“他们研究了高度不对称的纳米颗粒阵列，这些纳米颗粒排列在具有不同单位细胞的kagome晶格中，以探索对称性在这些结构的等离子体表面共振响应中的作用. 对称系统具有狄拉克点和无色散模式[1]，用于探测正入射辐射场, 而非正态分布则导致间隙开敞和分裂简并. Asymmetric systems show a much richer behavior, 因为最近邻相互作用即使在正入射下也会改变共振, further allowing for additional tunability.

“我们提出了其他实验可获得的纳米粒子系统的响应修改结果，这些系统可以动态模拟原子晶格中不同的应变效应和轨道不对称," Cortes said.

Ulloa was also a co-author on a paper on "一维系统中带奇点附近的分数阶近藤态" with a colleague from Universidade Federal de Uberlândia. Natalia Cortes也和Ulloa一起做了“熵和塞贝克信号在边缘相遇”的演讲.

Graduate student David Facemyer presented virtually on "Au(111)衬底上4f原子链的自旋和电子激发" with Ulloa. High spin systems, like those that incorporate rare earth 4f elements, are increasingly relevant in many fields. Although research in such systems is sparse, 它们所占据的大希尔伯特空间在许多newbb电子中都很有前景. 他们在Au(111)表面上检测了铕(Eu)原子的一维线性阵列, and studied their electronic and magnetic excitations.

“我们发现了局部高自旋激发的有趣行为, 特别是当我们用外加磁场追踪它们的色散时," Facemyer said.

Several faculty are members of the Nanoscale and Quantum Phenomena Institute and the Quantitative Biology Institute.