Selected publications：

分数量子霍尔效应中的引力子模

[6] Lingjie Du(通讯作者), Ursula Wurstbauer, Ken W. West, Loren N. Pfeiffer, Saeed Fallahi, Geoff C. Gardner, Michael J. Manfra, Aron Pinczuk

“Observation of new plasmons in the fractional quantum Hall effect: interplay of topological and nematic orders”

Science Advances, 5, eaav3407 (2019)

在GaAs量子阱的分数量子霍尔态中发现了一种新型的plasmon，被诺奖得主Haldane教授和Kun Yang教授等人认为可能是手性引力子（Chiral graviton）的实验证据（Phys. Rev. Lett. 123, 146801, 2019），该文评论道“In a very recent experimental work（本工作）, inelastic light scattering was performed on the second Landau level states. We tentatively attribute the sharp resonance at ν = 7/3 to the graviton”。

[7] Jiehui Liang#, Ziyu Liu#, Zihao Yang, Yuelei Huang, Ursula Wurstbauer, Cory R. Dean, Ken W. West, Loren N. Pfeiffer, Lingjie Du(通讯作者), Aron Pinczuk，Nature 628, 78(2024)

近年来，理论物理学家尝试将广义相对论中的几何描述方法引入凝聚态物质，特别是应用于分数量子霍尔效应等关联量子体系。他们推测，分数量子霍尔效应中会涌现出“手性引力子”（Phys. Rev. Lett. 108. 256807 (2012)；123. 146801, (2019))，这种凝聚态物质中的引力子是涌现出的准粒子，是引力子的凝聚态类比，是一种类引力子。理论学家们将这种准粒子称为分数量子霍尔引力子或手性引力子，可以理解为二维空间中的有质量引力子。这种引力子在实验上具体表现为自旋2的最低能量中性集体模式激发，所以从实验角度出发，也被称为引力子模或引力子激发。 

我们自主设计、组装了具有世界领先水平的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射测量平台，在砷化镓量子阱中首次发现引力子模，这也是世界上首次探测到类引力子。通过改变入射和散射光的自旋，观察到该激发具有自旋2的特性并且是手性的，从自旋，动量和能量角度充分提供了引力子模的完整实验证据。该成果从两维空间角度证实了(量子)度规扰动的量子是自旋2的低能激发，标志着首次在真实系统中揭示了引力子物理的量子规律，进而为在凝聚态物质中探索量子引力问题提供了新路径。该成果证实了分数量子霍尔效应全新的几何描述，开启了从几何视角研究关联量子物态的新方向，有望对探测半导体电子系统的微观结构及实现拓扑量子计算起到关键作用。

这项成果入选由两院院士评选的“2024年中国十大科技进展新闻”，2024年“”，和2024年度南京市十大科技成果，并作为“2024年江苏省十大新闻”的重要范例。该成果引发了国内外广泛关注，人民日报，新华社，CCTV新闻频道, 科技日报，BBC和Phys.org等知名国内外期刊与媒体专文报道。被《物理》选为2024年第53卷第4期首页封面。《人民日报》（含头版）5次报道该成果。CCTV在国庆75周年特别节目《奋进强国路 阔步新征程——共和国巡礼篇》中详细介绍该研究工作。该研究工作被新华社及《半月谈》专访报道。BBC高度评价该工作是“朝正确方向迈出的步伐”，“可能会帮助物理学家突破目前阻碍他们找到量子引力理论的瓶颈，从而将基本力统一为一个万有理论“。

科普解读：《引力子物理探索研究展现科学魅力》，《人民日报》，paper.people.com.cn/rmrb/html/2024-05/21/nw.D110000renmrb_20240521_1-20.htm

评论文章：Kun Yang，《The Innovation》 5, 100641 (2024)；《物理学报》 73, 177801 (2024)。

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拓扑激子绝缘体（激子的分数量子霍尔效应）

[5] Rui Wang, Tigran A. Sedrakyan, Baigeng Wang(通讯作者), Lingjie Du(通讯作者) and Rui-Rui Du(通讯作者)

"Excitonic topological order in imbalanced electron–hole bilayers"

Nature 619, 57 (2023) 

首次揭示了激子系统中的玻色子拓扑序 or chiral bose liquid or 激子的分数量子霍尔效应。在InAs/GaSb量子阱中，在很宽的电子-空穴浓度不平衡范围内观察到了一种反常的霍尔信号的平台，该平台的霍尔电导在外加磁场下的变化展示了其边缘态从零磁场下helical-like transport转变为chiral-like transport，通过观察到的反常平台回答了以下问题1）这个拓扑激子态[1,2]是时间反演对称破缺的；2）在[4]的结论之上，发现了电子-空穴浓度不平衡依然可以打开激子绝缘体能隙，形成finite-momentum excitonic insulator，给出了拓扑激子绝缘体是在电子-空穴浓度不平衡下通过激子形成的时间反演对称破缺的新型拓扑态的实验证据。理论团队提出了关联激子由于阻挫效应导致强量子涨落所产生的玻色子拓扑序的新理论机制，这一机制可以很好的解释目前观察到的所有的相关实验现象，包括[1, 2, 4, 5]，揭示了观察到的拓扑激子绝缘体[1,2]是激子的分数量子霍尔态。

[4] Lingjie Du#(通讯作者), Jianming Zheng#, Yang-Zhi Chou, Jie Zhang, Xingjun Wu, Gerard Sullivan, Amal Ikhlassi and Rui-Rui Du(通讯作者)

“Coulomb drag in topological wires separated by air-gap”

Nature Electronics, 4, 573.(2021)

在InAs/GaSb拓扑激子绝缘体中首次观察到一维拓扑库伦drag现象，以及观察到边缘态狄拉克点存在的证据。在低温下negative drag信号说明了拓扑激子绝缘体即使在中性点，其电子空穴浓度在局部依然会不等。

[3] Lingjie Du#, Tingxin Li#, Wenkai Lou, Xingjun Wu, Xiaoxue Liu,Zhongdong Han, Chi Zhang, Gerard Sullivan, Amal Ikhlassi, Kai Chang, and Rui-Rui Du(通讯作者)

“Tuning Edge States in Strained-Layer InAs/GaInSb Quantum Spin Hall Insulators”

Phys. Rev. Lett. 119, 056803 (2017)

在strained InAs/GaSb量子阱中观察到时间反演对称保护的量子自旋霍尔效应，其在磁场下与拓扑激子绝缘体[1,2]有着截然不同的输运现象，实现了相关长度超过10微米的拓扑边缘态以及相关的电学调控。

[2] Lingjie Du, Xinwei Li, Wenkai Lou, Gerard Sullivan, Kai Chang(通讯作者), Jun Kono(通讯作者) and Rui-Rui Du(通讯作者)

“Evidence for a topological excitonic insulator in InAs/GaSb bilayers”

Nature Communications, 8, 1971 (2017)

在InAs/GaSb量子阱观察到的新型拓扑态[1]的体态中，首次观察到两维BCS激子凝聚 （激子绝缘体）的实验证据，从实验现象角度被称为拓扑激子绝缘体。被SCIENCE选为“EDITORS’CHOICE”并专文报道[Science 358, 1552 (2017)]，被美国强磁场国家实验室推荐为“Science Highlights”并专文报道，被Phys.org, APS “Viewpoint”, EurekAlert!, Materials Today, ScienceDaily, Science Newsline等国际科学媒体报道。

[1] Lingjie Du, Ivan Knez, Gerard Sullivan, and Rui-Rui Du(通讯作者)

“Robust Helical Edge Transport in Gated InAs/GaSb Bilayers”

Phys. Rev. Lett. 114, 096802 (2015) ; arXiv:1306.1925, (2013).

在InAs/GaSb量子阱中发现了一种新型的两维拓扑态的helical-like边缘态，观察到来自边缘态的量子化平台且该平台在外加磁场（时间反演对称破缺）下依然稳定。该拓扑物态在[2]中被称为拓扑激子绝缘体，长期以来一直无法被理论很好地理解，在[5]中被解释为激子拓扑序or激子的分数量子霍尔态。被麻省理工Patrick Lee教授在 Journal Club for Condensed Matter physics选为“Selection of Interesting Papers by Distinguished Correspondents”。

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半导体人工晶格和其中的量子霍尔效应

[8] Lingjie Du#(通讯作者), Ziyu Liu#, Shalom J. Wind, Loren N. Pfeiffer, Ken West, Geoff C. Gardner, Michael J. Manfra, Vittorio Pellegrini, and Aron Pinczuk(通讯作者)

“Observation of flat bands in gated semiconductor artificial graphene”

Phys. Rev. Lett. 126, 106402 (2021)

在GaAs量子阱的人工石墨烯[9]中观察到电子平带的实验证据。

[9] Lingjie Du(通讯作者), Sheng Wang, Diego Scarabelli, Loren N. Pfeiffer, Ken West, Geoff C. Gardner, Michael J. Manfra, Vittorio Pellegrini, Shalom J. Wind and Aron Pinczuk

“Emerging many-body effects in semiconductor artificial graphene with low disorder”

Nature Communications, 9, 3299 (2018)

在GaAs量子阱中实现了low-disorder人工石墨烯，在人工石墨烯[9]中观察到自旋激子的实验证据。

[10] Sheng Wang, Diego Scarabelli, Lingjie Du(通讯作者), Y. Y. Kuznetsova, Loren N. Pfeiffer, Ken West, Geoff C. Gardner, Michael J. Manfra, Vittorio Pellegrini, Shalom J. Wind and Aron Pinczuk

“Observation of Dirac Bands in Artificial Graphene in Small Period Nano-patterned GaAs Quantum Wells”

Nature Nanotechnology, 13, 29 (2018)

在GaAs量子阱中首次实现了半导体人工石墨烯的量子模拟，被国际知名杂志平台Laser Focus World(54,9,2018), IEEE Spectrum和NASA Tech Briefs专文报道，并被Phys.org, EurekAlert!, Nanowerk, Azonano, Digital journal, ECN, The Engineer等国际科学媒体专文报道，被Azonano推荐为Editorial feature。

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[11] Wusheng Wang, Yang Yu and Lingjie Du(通讯作者)

"Quantum blockchain based on asymmetric quantum encryption and a stake vote consensus algorithm"

Scientific Reports 12, 8606  (2022)

我们做的一次有趣的尝试，提出了一种量子区块链，有望解决量子计算对传统区块链技术的威胁，保证金融安全。 

Selected invited talk：

"Excitonic fractional quantum Hall effect in InAs/GaSb quantum wells",  Lingjie Du, Focused workshop on Tailoring Elementary and Composite Excitations, 2024, Germany, Invited Talk.

"Probing chiral graviton modes in fractional quantum Hall states", Lingjie Du,  The 9th International Workshop on Emergent Phenomena in Quantum Hall Systems (EPQHS-9), 2024, Singapore, Invited Talk, Session Chair

"Probing chiral graviton modes in fractional quantum Hall states", Lingjie Du,  Quantum Phenomena in 2D Matter (QP2DM-2023), 2023, Spain, Invited Talk.

"New unconventional plasmons in the N=1 Landau level",  Lingjie Du,  APS March Meeting 2021, Invited Talk.

"Observation of new plasmons in the fractional quantum Hall effect: interplay of topological and nematic orders", Lingjie Du, The 7th International Workshop on Emergent Phenomena in Quantum Hall Systems(EPQHS-7),  2019, Beijing, Invited Talk.

社会活动等

2020年 南京市侨联青年委员会常务委员

2021年 南京市侨联创新创业联盟常务副理事长

2021年 江苏省侨联特聘专家

2021年 南京大学郑钢基金理事会理事

2022年 江苏省数字经济学会理事

2022年 栖霞区青年联合会委员

2022年 秦淮区硅巷创新实验室专家

2023年 秦淮区青年创新创业导师

2024年 江苏省青年联合会委员

2024年 江苏省青年科技工作者协会理事

2024年 江苏省侨联青年委员会常务委员

2024年 江苏省制冷学会委员

2024年 南京大学匡亚明学院校友会董事

2024年 鼓楼区欧美同学会理事

2025年 南京大学欧美同学会副会长

人物专访

《人民日报》科技自立自强·青年科学家：“南京大学物理学院教授杜灵杰——在量子世界中探索奥秘”  

http://js.people.com.cn/n2/2024/0422/c360301-40818314.html

《半月谈》“中国科学家为引力子画像”  

http://www.banyuetan.org/jrt/detail/20240527/1000200033134991715936051847946083_1.html

《留学生》“杜灵杰：于量子深海中编织世界科技革命的经纬”   

http://www.wrsa.net/1000571/2025/02-28/content_42543355.htm