北京理工大學物理學院研究生導師：姚裕貴

導師信息來源：北京理工大學 2019-01-28　相關院校：北京理工大學

北京理工大學物理學院研究生導師姚裕貴介紹如下：

姓名：Prof. Yugui Yao 姚裕貴

所在學科：物理學院

職稱：長江特聘教授、杰青、北京大學量子材料中心客座教授

聯系電話：86-10-68918672

E-mail：ygyao@bit.edu.cn

通信地址：北京海淀區中關村南大街5號北京理工大學物理學院郵編 100081

實驗室主頁：http://www.qfmda.com/

個人簡歷

1992年在南開大學物理系獲得物理學學士學位，其后分別獲得中科院上海光學精密機械研究所的光學碩士學位(1995)和中科院力學研究所的力學博士學位（1999）。

工作經歷

1999-2001年進入中科院物理研究所博士后流動站，出站后留所工作。2001-2003年到美國Texas大學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年物理所博士生導師。2011年10月調到北京理工大學物理學院工作，任教授、博士生導師、理論和計算物理中心主任、副院長。2016年任北京大學量子材料中心客座教授。

科研方向

研究方向為計算物理和量子功能材料設計與制備，具體有：

（1）發展基于量子力學的計算方法，研究材料中反常霍爾效應、自旋霍爾效應、軌道霍爾效應、平面霍爾效應、熱電效應、磁光效應、磁阻、磁矩以及拓撲等量子物性，特別關注自旋-軌道耦合體系的電子結構、BERRY相與量子物性之間的關系；在此基礎上將開發和設計出相應的高性能并行計算軟件包。
（2）結合理論設計、計算模擬和實驗方法，研究各種新型量子功能材料（如拓撲絕緣體、拓撲超導體、二維層狀量子材料等）及相關物性；通過研究光與物質的相互作用機理，設計出高效光能源量子轉換材料，并制備高效的光電池和光催化器件。

體研究方向還可參考：

實驗室主頁：http://qfmda.com
文章目錄： http://www.researcherid.com/rid/A-8411-2012。

學術成就

主要學術業績：

研究領域為計算物理和凝聚態物理，至今在SCI收錄的雜志上發表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、拓撲絕緣體、石墨烯、硅烯等領域的研究成果獲得了國內外同行的廣泛關注，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APS年會等國際會議多次作邀請報告。

曾獲2011年“中國科學院杰出科技成就獎”，2012年獲得國家杰出青年基金資助、入選“長江學者特聘教授”計劃，2014年入選“科技部中青年科技創新領軍人才”計劃。中國計算物理學會理事，中國物理學會凝聚態計算專業委員會委員，中國材料研究學會計算材料學分會副秘書長。Scientific Reports，International Journal of Modern Physics B，Modern Physics Letters B國際SCI期刊編委，承擔國家自然科學基金面上項目、科技部973/量子調控等項目多項。

主要學術貢獻：

姚裕貴教授長期從事計算物理和凝聚態物理研究，重要工作大都可歸結于利用第一性原理方法研究真實材料的貝里相位效應范疇，簡述如下：

(1) 反常輸運研究：
率先發展了精確計算反常霍爾電導率的第一性原理方法，闡明了反常Hall效應的內稟物理機制，并定量指出反常Hall效應中基于Berry Phase的內稟部分重要性。該工作單篇引用達245余次，并被國際上多個實驗組驗證。著名計算物理學家美國科學院院士Vanderbilt在2006年Rahman獎（APS計算物理方面最高獎）的獲獎報告中曾高度評價此工作，并在其論文中指出該研究具有開拓性。與實驗合作，提出反常Hall效應內稟和外在部分的分解方法，并給出反常Hall效應中內稟電導率和磁化強度成線性關系的理論解釋及定量計算，該工作被寫進Michael P. Marder的《Condensed Matter Physics》教科書。在此基礎上，國際上我們還率先發展了計算其他反常輸運物理量(如反常熱電系數、自旋霍爾電導率等)的第一性原理方法，能定量解釋和預測了相關實驗。代表性論文：Phys. Rev. Lett. 92, 037204 (2004); 96, 037204 (2006); 97, 026603 (2006); 94, 226601 (2005); 95, 156601 (2005)。

(2)拓撲絕緣體研究：
三維拓撲絕緣體的預測：
率先發展了適用于任意體系的拓撲不變量Ｚ2的第一性原理方法，并利用該方法預測了Half-Heusler和黃銅礦兩個新體系中可能存在大量三維拓撲絕緣體，部分材料被實驗證實，此外美國科學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；預測了beta-Bi4Br4和應變的beta-Bi4I4是弱拓撲絕緣體，發現強拓撲絕緣體和弱拓撲絕緣體拓撲相變區間會形成復合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)。

二維拓撲絕緣體的研究：
國際上率先研究了石墨烯中的自旋軌道耦合相互作用，并指出實驗條件下量子自旋霍爾效應在純石墨烯中不可能實現。該工作獲得了國際上的廣泛認可，單篇引用372余次。其中，諾貝爾獎獲得者Geim和美國科學院院士Kane（量子自旋霍爾效應和拓撲絕緣體概念提出者）分別在他們的Rev. Mod. Phys.綜述中引用該結論。在此基礎上，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現量子反常霍爾效應的方案，該研究激發了諸多后續理論和實驗工作，單篇引用177余次。首次指出類石墨烯體系-‘硅烯’，是二維拓撲絕緣體，并預測其可能實現量子自旋霍爾效應（相關理論文章單篇引用577次、298次）、谷極化的量子反常霍爾效應和拓撲高溫超導等，該系列工作引發了理論和實驗上研究硅烯、鍺烯、錫烯的熱潮，文中提出的相關理論模型被文獻中命名為(Liu-Yao-Feng-Ezawa 模型)； 2012年和實驗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實驗組之一，相關實驗論文單篇引用296次、369次。預測了兩類性能優良的量子自旋霍爾絕緣體- Bi4Br4和能隙最大的鉍烷體系，正待實驗證實。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)。

教學經歷:

主講本科生課程《計算科學》和研究生課程《計算物理》。

招生信息和學生培養情況:

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。對學生的要求：1. 熱愛科學研究，如果不真心喜歡或僅需要文憑者請您不要報考我；2. 刻苦勤奮、工作主動；3. 鼓勵學科交叉。報考前請和我聯系，優秀生面試通過后可預錄取，在讀期間表現優異者有出國交流機會。至今為止畢業6個博士生，其中5個學生在高校或研究所中工作，5個學生曾以第一作者在Phys. Rev. Lett.或Nano Lett.上發表過學術論文。

聯系方式：
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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