北京理工大學物理學院研究生導師：姚裕貴

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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(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 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(jīng)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(diào)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(shè)計與制備，具體有：

（1）發(fā)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(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)計出相應的高性能并行計算軟件包。
（2）結(jié)合理論設(shè)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(guān)物性；通過研究光與物質(zhì)的相互作用機理，設(shè)計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：

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

主要學術(shù)業(yè)績：

研究領(lǐng)域為計算物理和凝聚態(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、拓撲絕緣體、石墨烯、硅烯等領(lǐng)域的研究成果獲得了國內(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(chuàng)新領(lǐng)軍人才”計劃。中國計算物理學會理事，中國物理學會凝聚態(tài)計算專業(yè)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(diào)控等項目多項。

主要學術(shù)貢獻：

姚裕貴教授長期從事計算物理和凝聚態(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(fā)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(nèi)稟物理機制，并定量指出反常Hall效應中基于Berry Phase的內(nèi)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(nèi)稟和外在部分的分解方法，并給出反常Hall效應中內(nèi)稟電導率和磁化強度成線性關(guān)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(chǔ)上，國際上我們還率先發(fā)展了計算其他反常輸運物理量(如反常熱電系數(shù)、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(guān)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(fā)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(fā)現(xiàn)強拓撲絕緣體和弱拓撲絕緣體拓撲相變區(qū)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(xiàn)。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(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現(xiàn)量子反常霍爾效應的方案，該研究激發(fā)了諸多后續(xù)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(xiàn)量子自旋霍爾效應（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和拓撲高溫超導等，該系列工作引發(fā)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(guān)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(guān)實驗論文單篇引用296次、369次。預測了兩類性能優(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(jīng)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(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(lián)系，優(yōu)秀生面試通過后可預錄取，在讀期間表現(xiàn)優(yōu)異者有出國交流機會。 至今為止畢業(yè)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(fā)表過學術(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
Personal Homepage: http://physics.bit.edu.cn/szdw/zzjzg/zg/yyg/index.htm
Lab Homepage: http://qfmda.com