近日，上海交通大学物理与天文学院金贤敏团队在材料学国际权威期刊《先进材料》上发表了题为“Inhibition and Reconstruction of Zener Tunneling in Photonic Honeycomb Lattices”[Advanced Materials 34, 2110044 (2022)]的最新研究成果：首次在光子蜂窝晶格中实现了对齐纳隧穿的自由调控，从而保护量子态在人工光子材料中的相干传输。Advanced Materials是材料与物理学顶刊（影响因子32），该文章被精选作本期的卷首封面（Frontispiece）。

在具有周期性的晶格材料中，粒子的相干输运过程由能带结构所决定。复杂材料往往存在相互交错的能带结构，因此能带之间产生的齐纳隧穿很容易破坏量子态的相干输运过程。人工光子材料可以自由地设定格点之间的耦合系数，对材料的能带结构具有灵活的调控能力。研究团队通过调控光子蜂窝晶格中各向异性的耦合系数，对能带之间齐纳隧穿的发生概率进行灵活的调控，从而使量子态恒定位于同一个能带中，保护了光子在大规模人工材料上输运过程的相干性。

研究团队在光子芯片上构建光子蜂窝晶格，并对格点之间在竖直方向和倾斜方向的耦合系数进行调控。晶格阵列上对波导传播常数的调控可实现等效的外作用力，并驱动量子态在动量空间中定向输运。当竖直方向和倾斜方向的耦合系数相等时，具有高斯分布的波包在狄拉克点附近发生不完全的齐纳隧穿。当竖直方向耦合系数较大时，齐纳隧穿发生概率变为0；当倾斜方向耦合系数较大时，量子态发生几乎完全的齐纳隧穿。

动量空间中能带之间的齐纳隧穿以及量子态的振荡传输，详见论文