电子关联效应在超分子器件输运性质中的作用是分子电子学的前沿热点，操控其电荷输运轨道是设计高性能超分子晶体管的前提。近日，数理与光电工程学院“微纳汽车电子团队”在重要物理学期刊Chinese Journal of Physics（IF=5.0，JCR Q1期刊）上发表了题为“Manipulating the optimal transport orbital and virtual states in a supramolecular transistor”的研究论文。论文的第一作者为光学工程22级硕士研究生张如德，材料物理专业18级本科生陈冲、李奕冲，19级本科生蒋晨、黎魏鑫、吴津、吴春香、张紫薇等同学也参与了该研究。熊永臣教授、南楠博士、周望怀副教授为该工作的指导教师。

在该研究中，团队以含有一个强关联轨道和一个非强关联轨道的双量子杂质模型构建了超分子晶体管，采用数值重整化群方法研究了系统的量子输运、量子相变及其温度鲁棒性。探究了输运机制中的轨道选择机制，并厘清了Kondo效应中一直被学术界忽略的量子虚拟态。研究结果表明，强关联轨道的输运行为会由该轨道所施加门电压的变化而在近藤态、混合价态、空态之间切换。若两个轨道均处于粒子-空穴对称性状态，则电荷倾向于选择非相互作用轨道传输，预示着一种双占据轨道的虚拟态。当轨道间跳跃作用存在时，情况则恰好相反，强关联轨道为最优方案，量子输运选择效应表现为空轨道虚拟态。该成果为设计新型超分子器件开辟了新途径。

近年来，数理与光电工程学院“微纳汽车电子团队”瞄准车载芯片关键元器件前沿，以量子器件、低维量子材料、新型电力电子材料与器件为研究重点，先后主持了国家自然科学基金2项，湖北省自然科学基金3项，其他市厅级、企业横向项目10余项，先后发表SCI论文100余篇，部分工作以第一及通讯作者身份发表在Phys. Rev.B, J. Phys. Chem. Lett., J. Chem.Phys., Phys. Chem. Chem. Phys.等TOP期刊上。团队由熊永臣教授发起，成立3年多以来，坚持周例会，先后培养了博士研究生1名，硕士研究生8名，2名研究生获得国家奖学金，多名本科生获得省优、校优毕业论文，多个项目获省级大创项目立项支持，与罗切斯特大学（美国）、新加坡国立大学（新加坡）、中科院物理所、中科院固体所、武汉大学等国内外科研团队建立了良好的合作关系。（审核 张默）