PDF《吕劲博士》

吕劲博士 汉江学者 计划特聘教授 博士生导师 教育部新世纪人才 北京大学钟盛标教师科研奖获得者

电话:62754105,62755701, 传真:62751615 电子邮件地址:jinglu@pku.

edu.cn 主页:http://www.phy.pku.edu.cn/~jinglu68373/LuJin/LuJin.pdf English homepage: http://www.phy.pku.edu.cn/~jinglu68373/LuJin/LuJinEnglish.pdf 个人简历:

1997 年北京大学物理系凝聚态理论专业直博毕业,同年进入 北京应用物理与计算数学研究所博士后流动站.2000 年出站后回 北大物理系任副教授.日本科学促进会(JSPS)特别研究员(就职 于国立日本分子科学研究所), 美国内布拉斯加大学奥马哈分校客 座副教授. 量子物质科学协同创新中心研究员. 陕西理工大学 汉 江学者 计划特聘教授. 在凝聚态计算物理领域发表 SCI 文章

170 余篇, 包括: Progress in Materials Science (1 篇), NPG Asia Materials (2 篇), Physical Review Letters (2 篇), Journal of the American Chemical Society (7 篇), Nano Letters (3 篇),Advanced Materials (2 篇), Advanced Functional Materials (1 篇), ACS Nano (2 篇),Angewandte Chemie (1 篇), 2D Materails (2 篇),Chemistry of Materials (2 篇), Small (2 篇), Scientific Reports (9 篇). 被Nature, Science, Nature Materials, Nature Nanotechnology, Physical Review Letters, Journal of the American Chemical Society 等SCI 杂志引用超过

4000 次, 单 篇最高它引超过

300 次,H 因子 33.有7篇论文进入 ESI 高被引用论文,有两篇进入 ESI 热点论文.被Nature Asia Materials 选为亮点进行了报道. Physical Review Letters/Physical Review B, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie, Nano Letters, Acs Nano, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Small, Journal of Physical Chemistry B,Journal of Chemical Physics, Applied Physics Letters, Nanoscale, Nanotechnology, Europe Physics Letters, ChemPhysChem, Computational Theoretical Chemistry, Theoretical Chemistry Account, Journal of Computational Chemistry, Chemical Physics Letters, Physica E, Physica B, Physics Letter A, Solid State Communications, Journal of the American Ceramic Society, Physica Status Solidi B, Solid State Science, Journal of Material Chemistry, Journal of Nanomaterials 等 四十多种国际期刊审稿人.

2013 年6月出版的 《科学中国人》 杂志有专题报道. Research ID: http://www.researcherid.com/rid/H-4248-2013. 研究项目 ? 主持项目: o 教育部新世纪人才基金(2008) o 留学回国基金(2006) o

985 二期 公用计算软件平台 o 第三世界科学院科学研究计划项目 o 日本科学补助金(2001-2003 年)项目 o 国家自然科学基金会青年基金(2002-2004 年) o 国家自然科学基金会面上基金(2005-2007 年) o 国家自然科学基金会面上基金(2008-2010 年) o 国家自然科学基金会面上基金(2013-2016 年) o 国家自然科学基金会面上基金(2017-2020 年) o ? 学术骨干: o 科技部重大研究计划三项 讲授课程: ? 本科生必修课固体物理 ? 研究生必修课固体理论 ? 研究生选修课密度泛涵理论及其应用 公共讲座: 基督教对文明的影响: 基督教对人类的文明产生了深远的影响,是西方文明的基 石.基督教会创立了世界上第一所医院,孤儿院和养老院.从牛津、剑桥、哈佛、 普林斯顿、到耶鲁,世界上大多数著名大学都是基督教会建立,北京大学的前身 之一燕京大学也是基督教会创立.同时基督教也深深地影响我们的日常生活,礼 拜天、公元纪年、圣诞节、元旦,这些习俗都是源于基督教. 美国的本质―新兴的基督教新教国家.喜欢自诩为山颠之城和天命大国以及黑暗 世界的灯塔.其社会主流是所谓的 WASP(白种,盎格鲁萨克逊人,新教徒) . 文明的历程 主要研究领域: 由于计算方法的深入发展和过去几十年中高速计算机的出现和普及, 随着物理学基 础理论的进一步突破,物理学家们逐步可以应用一些更严格和更全面的复杂模型,来 定量研究实际的复杂体系的物理性质.基于物理学基本原理的数值计算和模拟已经成 为将理论物理和实验物理紧密联系在一起的一座重要桥梁:它不仅能够弥补简单的解 析理论模型难以完全描述复杂物理现象的不足,而且可以克服实验物理中遇到的许多 困难,例如直接模拟实验上不能实现或技术条件要求很高、实验代价昂贵的物理系统 等.计算机模拟技术已经渗透到物理学的各个领域.由此发现了很多未曾预料到的新 现象,并给理论和实验物理学提出了许多新问题.凝聚态计算物理的基石是密度泛函 理论.根据密度泛函理论,一个多粒子(如电子)体系性质(如体系的基态能量)由 粒子密度的空间分布完全决定.只要设法找出仅有三个变量的粒子密度函数就可以研 究多粒子体系的几何构型,声子振动模式,电子能带和磁学性质. 除了研究静态的性质,密度函数理论和非平衡格林函数方法结合可以计算凝聚态 材料的量子输运性质, 把凝聚态计算物理的研究能力向接近实验方向大大提高了一步. 纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级的超细材料,是目前材料科学研究的一个热点,其相 应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域之一.由于量子限制 效应,表面效应,边缘效应,减小的短沟道效应和增强的库仑相互作用,使得纳米材 料常常显示出有别于相应的块材的新奇性质.凝聚态计算物理团队现在致力于利用格 林函数方法研究以石墨烯,硅烯,MoS2为代表低维纳米体系的量子调控,增强的准粒 子效应和激子效应,谷电子学,旋轨耦合,拓扑性质,并利用这些纳米材料设计纳米 电子器件(如场效应管,隧穿场效应管,谷器件,射频器件,负微分器件,p-n结二极 管,肖脱基二极管)和自旋电子器件(自旋阀,自旋过滤器,自旋场效应管) ,希望把 摩尔定律延续到10nm 以下. 课题组成员 高政祥教授(退休) 在读博士和硕士生:(办公室:物理学院西楼

359 室;

电话: 010-62755701) 叶萌

邮箱: yemeng(at)pku.edu.cn 研究兴趣:二维材料的自旋相关性质. 获得校长奖学金 潘圆圆

邮箱: panyuanupc(at)126.com 研究兴趣:二维材料半导体与金属的界 面相互作用 宋志刚(导师:杨金波 办公室:物理学 院北楼

308 室)

邮箱:szg@pku.edu.cn 研究兴趣: 二维材料的拓扑性质和拓扑 输运 张涵

邮箱:zhanghan_scu(at)163.com 李菁桢 jzli11@pku.edu.cn 张修营 ying2012win(at)163.com 史博文 bowen-shi@pku.edu.cn 严嘉欢 stbyanjiahuan@163.com 在读本科生: 刘士琦 shiqil@ruc.edu.cn 徐霖强 18039213202@163.com 已经毕业博士:宋炜,王路(美国内布拉斯加大学博士后, 中国科大材料工程系特任研究 员),赖林(澳大利亚博士后,西南大学副教授),罗光富(威斯康辛大学博士后,在Nature Materials 发表一作论文),周晶(人大附中),覃睿(九院),李鸿(丹麦理工大 学博士后, 北方工业大学教师) , 刘奇航 (美国西北大学博士后, 在Nature Phys, PRL, Nano Lett 发表一作论文),徐成勇(美国贝勒大学博士后),郑家新(北大深圳研究生院研究 员)李佳阳 屈 贺如 歌 (与瑞士联 邦理工 大学的 M. Parrinello 教授联合培养)

邮箱:quheruge(at)pku.edu.cn 研究兴趣:二维材料的电子性质二维材料 与界面相互作用.两度获得国家奖学金. 博士期间发表一作 SCI 论文

10 篇. 现为北京邮电大学教师. 王洋洋(与MIT 李巨教授联合培养)

邮箱: yywang_phy(at)pku.edu.cn 研究兴趣:二维材料的电子性质和输运 性质.获得国家奖学金,北京市三好学 生,北京市三好学生标兵称号,并参加

2016 德国 Nobel Laureate meeting. 现为钱学森中心助理研究员. 已经毕业硕士:荆明伟(北大设备部), 王丹,季凯,费瑞翔(华盛顿大学),倪泽远 硕士毕业生:倪泽远(东京大学) 毕业本科生 丛麟骁(北大汇丰商学院) 杨若西(英国帝国理工大学) 刘仪襄(MIT) 彭希猷

邮箱: pengxy(at)pku.edu.cn 研究兴趣:二维材料器件模拟 淡洋

邮箱: ydan.pkuphy(at)gmail.com 研究兴趣:二维材料能带调控与界面性质 李林泽(密西根大学),余力立(MIT),唐克超(斯坦福大学),郑琪野(UIUC),陈 任煜(华盛顿大学),刘文硕(牛津大学),张之梦(康奈尔大学),姜凯力,葛琦(佐 治亚理工),李正(MIT),原亚坤(宾西法尼亚大学),马建华(佛吉尼亚大学),闫欣,曾泽生(华盛顿大学)彭希猷(辛辛那提大学)徐放 进修教师: 郭颖 陕西理工大学

邮箱: guosophia@163.com 孙晓甜 洛阳师院

邮箱: xtsun2013@163.com 潘峰(陕西理工大学) 徐铁(朝鲜民主主义共和国金日成综合大学)

2014 年与第一性原理分子动力学的发明人 Parrinello 教授一起.

2013 年元旦课题组成员合影 代表性工作: 基于狄拉克材料的全金属晶体管 因为硅基半导体性能提升正趋于其物理极限,使用金属替代半导体作为场效应晶 体管的沟道材料一直是人们的追求.全金属的场效应管可以以更低的能量损耗工作在 更短的沟道长度,并且具备更好的高频表现.狄拉克材料石墨烯、硅烯和锗烯都有超 薄的单原子层厚度和极高的电子迁移率,在高速电子器件方面有很大的应用潜力.但 是他们本身能隙为零,做成的晶体管尽管有一定的开关比,但数值太低(10 左右) . 任何可成功替代硅基互补式金属氧化物半导体场效应管的逻辑器件必须具有高达

104 ~107 的开关比,这要求器件具有一个大于 0.4 eV 的输运能隙.但之前传统打开能 隙的方案由于获得的能隙较小(<

0.3 eV), 相应器件的电流开关比只有

1000 以下.我 们发现在垂直异质狄拉克材料中由于能量动量失配,费米面附近的电子从一个狄拉克 材料输运到另一个狄拉克材料在无声子协助的情况下是被禁止的.尽管垂直异质狄拉 克材料本身是全金属性的,在其单门场效应管中却可以观察到一个大于 0.4 eV 的输运 能隙,而且开关比高达

107 .这样一个奇特的性质不受异质材料的相对旋转的影响, 还可以扩展到同质的双层旋转石墨烯中.该理论为实现基于狄拉克材料的全金属高表 现场效应管提供了一个新的途径. 相关工作以 All-metallic Vertical Transistors Based on Stacked Dirac Materials 为题,在线发表于材料科学顶级期刊《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater. (2014), DOI: 10.1002/adfm.201402904)上.论文的第一作者是北京大学物 理学院与麻省理工学院联合培养的博士生王洋洋. 图. 石墨烯/硅烯垂直异质结构的单门场效应管.(上图)原理示意图,(左下图) 模 型示意图, (右下图)器件的转移曲 大能隙拓扑绝缘体 拓扑绝缘体因为存在奇异的导电的表面态, 近些年来在科学界引起了极大的关注. 二维的拓扑绝缘体在边缘可以表现出自旋量子霍尔效应,故又叫做量子自旋霍尔绝缘 体,有望作为自旋电子器件材料.能隙是拓扑绝缘体的最重要的指标之一.拓扑绝缘 体如果体能隙小,制备过程中带来的掺杂或者温度会使其体内产生载流子,从而对表 面的金属态产生不受欢迎的干扰.寻找大体能隙材料,一直是拓扑绝缘体研究的一个 重要努力方向.按体带隙可将拓扑绝缘分为不同的代:第一代以 BixSb1-x 为代表,体 能隙大约 0.1 eV,第二代以 Bi2Se3 为代表,体能隙约为 0.3 eV.杨金波课题组和吕劲 课题组通过第一性原理计算,预测六角蜂巢状的功能化........