北京理工大學(xué)物理學(xué)院研究生導(dǎo)師：姚裕貴

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北京理工大學(xué)物理學(xué)院研究生導(dǎo)師姚裕貴介紹如下：

姓名：Prof. Yugui Yao 姚裕貴

所在學(xué)科：物理學(xué)院

職稱：長(zhǎng)江特聘教授、杰青、北京大學(xué)量子材料中心客座教授

聯(lián)系電話：86-10-68918672

E-mail：ygyao@bit.edu.cn

通信地址：北京海淀區(qū)中關(guān)村南大街5號(hào) 北京理工大學(xué)物理學(xué)院 郵編 100081

實(shí)驗(yàn)室主頁：http://www.qfmda.com/

個(gè)人簡(jiǎn)歷

1992年在南開大學(xué)物理系獲得物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，其后分別獲得中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的光學(xué)碩士學(xué)位(1995)和中科院力學(xué)研究所的力學(xué)博士學(xué)位（1999）。

工作經(jīng)歷

1999-2001年進(jìn)入中科院物理研究所博士后流動(dòng)站，出站后留所工作。2001-2003年到美國(guó)Texas大學(xué)Austin分校物理系從事博士后研究。2004年任物理所副研究員，2007年破格提升為研究員，2008年物理所博士生導(dǎo)師。2011年10月調(diào)到北京理工大學(xué)物理學(xué)院工作，任教授、博士生導(dǎo)師、理論和計(jì)算物理中心主任、副院長(zhǎng)。2016年任北京大學(xué)量子材料中心客座教授。

科研方向

研究方向?yàn)橛?jì)算物理和量子功能材料設(shè)計(jì)與制備，具體有：

（1）發(fā)展基于量子力學(xué)的計(jì)算方法，研究材料中反常霍爾效應(yīng)、自旋霍爾效應(yīng)、軌道霍爾效應(yīng)、平面霍爾效應(yīng)、熱電效應(yīng)、磁光效應(yīng)、磁阻、磁矩以及拓?fù)涞攘孔游镄裕�特別關(guān)注自旋-軌道耦合體系的電子結(jié)構(gòu)、BERRY相與量子物性之間的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上將開發(fā)和設(shè)計(jì)出相應(yīng)的高性能并行計(jì)算軟件包。
（2）結(jié)合理論設(shè)計(jì)、計(jì)算模擬和實(shí)驗(yàn)方法，研究各種新型量子功能材料（如拓?fù)浣^緣體、拓?fù)涑瑢?dǎo)體、二維層狀量子材料等）及相關(guān)物性；通過研究光與物質(zhì)的相互作用機(jī)理，設(shè)計(jì)出高效光能源量子轉(zhuǎn)換材料，并制備高效的光電池和光催化器件。

體研究方向還可參考：

實(shí)驗(yàn)室主頁：http://qfmda.com
文章目錄：  http://www.researcherid.com/rid/A-8411-2012。
 
學(xué)術(shù)成就

主要學(xué)術(shù)業(yè)績(jī)：

研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算物理和凝聚態(tài)物理，至今在SCI收錄的雜志上發(fā)表100余篇研究論文,其中包括18篇Phys. Rev. Lett.，1篇Nat. Mater.，2篇Nano Lett.，2篇ACS Nano，1篇Chem. Sov. Rev.，1篇Prog. Mater. Sci.。在反常霍爾效應(yīng)、拓?fù)浣^緣體、石墨烯、硅烯等領(lǐng)域的研究成果獲得了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，所有文章共被引用約5000次，目前年均引用1300余次，5篇論文單篇引用過300次（依次為589、377、373、302、301），12篇論文單篇引用過100次，過去十年有13篇論文入選ESI(High Cited Papers)，h-index=33,曾在美國(guó)APS年會(huì)等國(guó)際會(huì)議多次作邀請(qǐng)報(bào)告。

曾獲2011年“中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)”，2012年獲得國(guó)家杰出青年基金資助、入選“長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授”計(jì)劃，2014年入選“科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”計(jì)劃。中國(guó)計(jì)算物理學(xué)會(huì)理事，中國(guó)物理學(xué)會(huì)凝聚態(tài)計(jì)算專業(yè)委員會(huì)委員，中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)計(jì)算材料學(xué)分會(huì)副秘書長(zhǎng)。Scientific Reports，International Journal of Modern Physics B，Modern Physics Letters B國(guó)際SCI期刊編委，承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、科技部973/量子調(diào)控等項(xiàng)目多項(xiàng)。

主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)：

姚裕貴教授長(zhǎng)期從事計(jì)算物理和凝聚態(tài)物理研究，重要工作大都可歸結(jié)于利用第一性原理方法研究真實(shí)材料的貝里相位效應(yīng)范疇，簡(jiǎn)述如下：
 
(1) 反常輸運(yùn)研究：
率先發(fā)展了精確計(jì)算反常霍爾電導(dǎo)率的第一性原理方法，闡明了反常Hall效應(yīng)的內(nèi)稟物理機(jī)制，并定量指出反常Hall效應(yīng)中基于Berry Phase的內(nèi)稟部分重要性。該工作單篇引用達(dá)245余次，并被國(guó)際上多個(gè)實(shí)驗(yàn)組驗(yàn)證。著名計(jì)算物理學(xué)家美國(guó)科學(xué)院院士Vanderbilt在2006年Rahman獎(jiǎng)（APS計(jì)算物理方面最高獎(jiǎng)）的獲獎(jiǎng)報(bào)告中曾高度評(píng)價(jià)此工作，并在其論文中指出該研究具有開拓性。與實(shí)驗(yàn)合作，提出反常Hall效應(yīng)內(nèi)稟和外在部分的分解方法，并給出反常Hall效應(yīng)中內(nèi)稟電導(dǎo)率和磁化強(qiáng)度成線性關(guān)系的理論解釋及定量計(jì)算，該工作被寫進(jìn)Michael P. Marder的《Condensed Matter Physics》教科書。在此基礎(chǔ)上，國(guó)際上我們還率先發(fā)展了計(jì)算其他反常輸運(yùn)物理量(如反常熱電系數(shù)、自旋霍爾電導(dǎo)率等)的第一性原理方法，能定量解釋和預(yù)測(cè)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。代表性論文：Phys. Rev. Lett. 92, 037204 (2004); 96, 037204 (2006); 97, 026603 (2006); 94, 226601 (2005); 95, 156601 (2005)。

 (2)拓?fù)浣^緣體研究：
三維拓?fù)浣^緣體的預(yù)測(cè)：
率先發(fā)展了適用于任意體系的拓?fù)洳蛔兞浚?的第一性原理方法，并利用該方法預(yù)測(cè)了Half-Heusler和黃銅礦兩個(gè)新體系中可能存在大量三維拓?fù)浣^緣體，部分材料被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，此外美國(guó)科學(xué)院院士張首晟教授也在他的綜述Rep. Prog. Phys.中大篇幅引用我們的工作；預(yù)測(cè)了beta-Bi4Br4和應(yīng)變的beta-Bi4I4是弱拓?fù)浣^緣體，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)拓?fù)浣^緣體和弱拓?fù)浣^緣體拓?fù)湎嘧儏^(qū)間會(huì)形成復(fù)合Weyl半金屬。 代表性論文：Phys. Rev. Lett. 105, 096404 (2010)；106, 016402 (2011)；109, 266405 (2012); 116, 066801 (2016); Phys. Rev. B  82，235121；Comp. Phys. Comm. 183, 1849 (2012)。

二維拓?fù)浣^緣體的研究：
國(guó)際上率先研究了石墨烯中的自旋軌道耦合相互作用，并指出實(shí)驗(yàn)條件下量子自旋霍爾效應(yīng)在純石墨烯中不可能實(shí)現(xiàn)。該工作獲得了國(guó)際上的廣泛認(rèn)可，單篇引用372余次。其中，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Geim和美國(guó)科學(xué)院院士Kane（量子自旋霍爾效應(yīng)和拓?fù)浣^緣體概念提出者）分別在他們的Rev. Mod. Phys.綜述中引用該結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，提出了石墨烯中通過吸附鐵原子或者將其放在鐵磁絕緣體上實(shí)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)的方案，該研究激發(fā)了諸多后續(xù)理論和實(shí)驗(yàn)工作，單篇引用177余次。首次指出類石墨烯體系-‘硅烯’，是二維拓?fù)浣^緣體，并預(yù)測(cè)其可能實(shí)現(xiàn)量子自旋霍爾效應(yīng)（相關(guān)理論文章單篇引用577次、298次）、谷極化的量子反常霍爾效應(yīng)和拓?fù)涓邷爻瑢?dǎo)等，該系列工作引發(fā)了理論和實(shí)驗(yàn)上研究硅烯、鍺烯、錫烯的熱潮，文中提出的相關(guān)理論模型被文獻(xiàn)中命名為(Liu-Yao-Feng-Ezawa 模型)； 2012年和實(shí)驗(yàn)合作在在金屬銀襯底上合成了硅烯，是世界上最早合成硅烯的三個(gè)實(shí)驗(yàn)組之一，相關(guān)實(shí)驗(yàn)論文單篇引用296次、369次。預(yù)測(cè)了兩類性能優(yōu)良的量子自旋霍爾絕緣體- Bi4Br4和能隙最大的鉍烷體系，正待實(shí)驗(yàn)證實(shí)。代表性論文：Phys. Rev. Lett. 107，076802 (2011)；109， 056804 (2012)；111，066804 (2013)；112，106802 (2014)；Phys. Rev. B 75, 041401(R) (2007)；82, 161414(R) (2010)；84, 195430 (2011)；90，085431 (2014)；Nano Lett. 14, 4767 (2014)。

教學(xué)經(jīng)歷:

主講本科生課程《計(jì)算科學(xué)》和研究生課程《計(jì)算物理》。

招生信息和學(xué)生培養(yǎng)情況:

每年擬招收多名保送或考研研究生（碩士生、碩博連讀生或博士生）、博士后。對(duì)學(xué)生的要求：1. 熱愛科學(xué)研究，如果不真心喜歡或僅需要文憑者請(qǐng)您不要報(bào)考我；2. 刻苦勤奮、工作主動(dòng)；3. 鼓勵(lì)學(xué)科交叉。報(bào)考前請(qǐng)和我聯(lián)系，優(yōu)秀生面試通過后可預(yù)錄取，在讀期間表現(xiàn)優(yōu)異者有出國(guó)交流機(jī)會(huì)。 至今為止畢業(yè)6個(gè)博士生，其中5個(gè)學(xué)生在高校或研究所中工作，5個(gè)學(xué)生曾以第一作者在Phys. Rev. Lett.或Nano Lett.上發(fā)表過學(xué)術(shù)論文。

聯(lián)系方式：
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Yugui Yao （姚裕貴）
School of Physics
Beijing Institute of Technology
Beijing 100081, China
Tel:86-10-68918672
Fax:86-10-68913163
Email: ygyao@bit.edu.cn  ;   ygyao@aphy.iphy.ac.cn
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Lab Homepage: http://qfmda.com