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学术活动

“前沿卓越”讲坛:2020年葡京游戏大厅量子材料与器件科学技术研讨会

发布时间:2020-12-18资料来源:

:2020年12月19日14时30分

腾讯会议ID:982 926 777

主办单位:葡京游戏大厅

协办单位:物理学院

宽带层状热电材料

主讲人:赵立东教授

热电技术能够将废热回收并直接转化为电能。热电参数之间的强耦合关系使得多数热电材料被限制在窄带隙半导体内,然而窄带材料的本征激发严重限制了材料的使用温度和转换效率。基于此,开发宽带隙热电材料具有深远意义,但是宽带隙材料的低载流子浓度使得其导电性受到很大的限制。层状材料的各向异性使得改善宽带材料的导电性见到了曙光,利用其高迁移率可以克服低载流子浓度的缺陷。宽带层状半导体的各向异性结构及相关的输运特性附注了优越的热电性能。然而,对于这些具有二维结构的材料,提高其热电性能的策略仍存在诸多亟待挖掘的空间。在此基础上,以SnSe和BiCuSeO为例,从晶体结构、非谐性、多价带结构、连续相变、三维电荷和二维声子输运等几个方面综述了层状宽带材料的显著电子和声子输运。这些具有启发性的发现为寻找具有二维结构的热电材料和提高热电性能提供了途径。

主讲人简介:

1997-2005年辽宁工程技术大学(原阜新矿业学院)金属材料及热处理本科和材料学硕士。2005-2009年获得北京科技大学材料学博士学位。2009-2011年南巴黎大学(Universite Paris-Sud)博士后。2011-2014年美国西北大学(Northwestern University)博士后。2014年入职北航卓越百人计划;2016年获得北京市师德先锋称号;2017年获得国际热电学会青年科学家奖;2018年获北京市杰青项目支持;2019年获国家杰青项目支持;2019-2020年获全球高被引学者称号。主要研究兴趣为开发宽带隙高效热电材料,利用各向异性解耦热传输和电传输的矛盾。目前已发表重要论文200余篇,包括1篇Nature和4篇Science,被引用16000余次,H因子63。


真空互联条件下低维量子材料研究和原位器件探索

主讲人:李坊森副研究员

纳米真空互联实验站(Nano-X)通过超高真空管道集材料生长、器件加工、测试分析为一体,解决了传统超净间模式中难以解决的尘埃、表面氧化和吸附等污染问题,为低维量子材料和器件制备提供了良好的平台。本报告将从Nano-X低维量子材料方向的规划布局出发,瞄准量子材料科学问题,阐述真空互联的优点。(1)单层过渡金属硫族化合物中的拓扑能带结构和超导电性的发现吸引了凝聚态物理学大量关注。在真空互联条件下利用分子束外延生长、超低温扫描隧道显微镜、角分辨光电子能谱等技术,引入界面强相互作用,可实现对薄膜的可控生长和拓扑能带的调控。(2)单层过渡金属硫族化合物中的一维金属性镜面畴界处呈现出周期性的电荷调制,为探索一维受限体系的电子行为提供了非常理想的平台。结合超高真空分子束外延生长方法和极低温扫描隧道显微镜/显微谱技术,研究发现电子具有奇特的量子特性——一维Peierls型电荷密度波,该工作揭示了受限系统中电子集体激发和电荷周期性调制规律,对低维材料体系的量子效应和拓扑物态研究具有重要意义。

主讲人简介:

李坊森,2006年获得西北工业大学学士学位;2011年获得西北工业大学博士学位,2008-2010年在英国伯明翰大学做联合博士研究,博士学位论文获得2014年“陕西省优秀博士学位论文”。2012-2015年清华大学物理系博士后。2015年加入中科院苏州纳米所纳米真空互联实验站,任副研究员。2016年入选“江苏省双创团队”核心成员,2017年入选中科院青年创新促进会会员。目前为中科院苏州纳米所纳米真空互联实验站项目部部长。

研究领域主要包括新奇量子材料特别是低维界面超导薄膜、拓扑绝缘体材料的制备和量子调控,致力于扫描隧道显微镜/显微谱(STM/STS)、角分辨光电子能谱(AREPS)和探索原型量子器件制备等。迄今已在JACS, ACS Nano,2D Mater., PRL等国际一流学术期刊上发表论文近50篇,申请发明专利7项。主持国家自然科学基金、省自然科学基金等3项。


超导体自旋间的调谐相互作用

主讲人:丁浩博士

耦合以及自旋组合在超导体上的相互作用可以产生新的多体拓扑电子相,例如末端带有马约拉纳零模(MZMs)的一维拓扑超导体。理解和控制自旋之间的相互作用和他们在超导体中诱导出的隙中Yu-Shiba-Rusinov (YSR)态的能带结构是这些相工程的基础。在这次报告中,将通过扫描隧道显微镜(STM)精确定位磁吸附原子,表明在杂化YSR态的旋转和精确控制之间的交互作用诱导形成表面上的铋(Bi)薄膜是由超导邻近效应引起的。在这个平台上,Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY)相互作用、自旋轨道耦合和表面磁各向异性之间的相互作用,依赖于自旋的分离,稳定了不同类型的自旋排列。利用米里克尔文温度下的高分辨率STM光谱,我们通过监测自旋诱导的YSR状态和它们的能量分裂来探测这些自旋排列,揭示了由它们的分离调谐的超导体中的一对自旋体的量子相变。对大型组装体的实验表明,自旋-自旋相互作用可以在超导体中进行长距离调节。我们的结果表明,在这个平台中控制YSR态的杂化,为这种态的能带结构的设计提供了可能,并以此创建拓扑相。

主讲人简介:

丁浩,目前在美国新泽西州普林斯顿大学就读博士后。2008年在武汉大学获得物理学学士学位,2016年在清华大学获得物理学博士学位。主要研究方向为氧化物及其奇异行为的研究。


立方系热电材料的相变与输运性质

主讲人:卢旭研究员

以PbTe(IV-VI族)和其衍生合金AgSbTe2(I-V-VI2族)为代表的立方相热电材料以其高晶体对称性带来的优良电学性能成为一直以来热电领域研究的重点。然而,在这两类型材料家族中还存在一些仅在高温呈现立方相并在整个温区发生多次结构相变的成员。报告首先介绍了相变与热电材料及其性能的关系,然后以n型AgBiSe2为例阐述相变与输运性质之间的关联。AgBiSe2是化合物中不多见的n型半导体,具有低晶格热导率和较好的热电优值;然而AgBiSe2晶体结构并不稳定,经过两次结构相变后在高温进入立方相。我们采用固溶PbSe和在Bi位置固溶Sb的办法,利用固溶带来的结构熵增加在整个温区实现立方相的稳定,并详细研究了熵增和固溶体迁移率之间的定量关系,最终筛选出最佳组分,实现了兼具高热电性能和稳定立方结构的AgBiSe2材料。

主讲人简介:

卢旭,2005年毕业于四川大学金属材料系,2008年在中国科学院金属研究所获得材料学硕士学位。2014年在美国密歇根州立大学物理系获得博士学位,并留校从事博士后工作。2015年7月入选重庆大学百人计划,任物理学院特聘研究员,博士生导师,并入选重庆市海外归国高层次人材。主要研究领域包括热电材料以及其内在的物理输运机制;提出了直接利用矿物热电材料的新思路,在国际热电界引起了较大的反响。到目前为止,在高水平期刊包括Advanced Energy Materials, Chemistry of Materials, Advanced Functional Materials等期刊上发表论文超过50余篇,他引超过1500次,并拥有多项美国专利。回国后于2016年、2017年连续获得国家自然科学基金青年项目和面上项目资助,并获得两项重庆市基金资助。


Z型六角铁氧体的室温磁电耦合特性

主讲人:巫崇胜博士

单相多铁材料由于同时具有铁电性和铁磁性,且两种铁性之间可以实现相互调控(磁电耦合效应),在传感探测、信息存储、自旋电子器件等领域具有广阔的应用前景。以具有室温低磁场磁电耦合效应的多铁Z型六角铁氧体(Sr3Co2Fe24O41)为研究对象,通过自行设计搭建的磁电测试系统对其室温磁电耦合效应进行了较为全面的测试,最大磁电耦合系数达到601 ps/m。基于其磁电耦合特性,提出一种非易失性多态存储器原型,理论上可以实现128种存储状态。分别采用Al3+离子取代、高氧气气氛浓度烧结来改善其磁电耦合性能,使其磁电耦合效应拓展到高磁场范围(>1 T)。

主讲人简介:

2010-2014年湘潭大学材料科学与工程本科。2014-2020年(硕博连读)获得电子科技大学电子科学与技术博士学位。2019-2020年美国东北大学(Northeastern University)访问学者。主要研究兴趣:材料的磁电耦合效应。已发表SCI二区论文5篇。


用声子探测向列相关联长度

主讲人:宋宇研究员

电子向列顺序是指在电子自由度的驱动下晶格旋转对称的破坏作用。虽然在铜酸盐,钌酸盐和重费米子金属等几个强相关体系中均有发现,但在铁基超导体中该作用最为突出,该铁基超导体中向列顺序或波动出现在相图的大部分位置。在这次报告中,将讨论平面内横向声子的测量工作,该测量工作是提供向列相关长度的唯一探针,同时它也可以测定向列相磁化率。将该技术应用于最优掺杂附近的空穴掺杂铁基超导体,发现其向列相关联长度约为10 A,比掺杂电子的同类超导体短得多。研究结果表明,短期向列相涨落可能有利于超导,向列相相关长度是电子向列相不可缺少的一个方面。

主讲人简介:

宋宇,2010年本科毕业于浙江大学,2017年博士毕业于美国莱斯大学,2017年-2020年于美国加州大学伯克利分校从事博士后工作,2020年9月作为百人计划研究员加入浙江大学物理系。研究手段:利用中子和X射线散射技术研究量子材料,从结构和磁性的角度对其宏观物性的机理进行分析。研究方向:强关联量子材料、非常规超导、低维磁性。