陈其宏
陈其宏
简介:特聘研究员，博士生导师。2010年本科毕业于中国科学技术大学，2017年荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）和香港科技大学（The Hong Kong University of Science and Technology）联合培养博士，2017-2019年荷兰格罗宁根大学博士后，2019年8月加入中科院物理所超导国家重点实验室。获得中国科学院引进国外人才计划项目（择优）、北京市科技新星计划等支持。
主要研究方向:
关键词：二维超导，离子液体/固体调控，高温超导，高通量超导研究。
1．多手段并行调控超导单晶薄膜和组合薄膜，获取超导宏观参量。传统方法一次只能研究单一组分、单一生长条件的某一种材料，这使得从制备、优化到测试、表征、总结规律的周期十分漫长。物理所超导实验室具有国际领先的高通量组合薄膜生长技术，可在同一块衬底上合成组分连续变化的样品，在探索建立多元材料相图上具有明显的优势。将该技术与离子液体场效应调控相结合，实现大范围的材料组分+载流子浓度扫描，增加超导的调控维度，提高建立高维度超导相图的效率。
2．探索超导能隙随超导转变温度的演化规律。超导能隙是理解超导微观机制的一个非常重要的物理量。很多高温超导体的能隙打开温度T*(Δ)与超导转变温度Tc并不一样，在超导转变温度以上已经具有超导涨落，电子预配对且能带上形成赝能隙，也就是 T*(Δ)>Tc。发展基于面内S-N结的超导能隙各向异性测量手段，是探索高温超导微观机制的重要途径。
3．利用系列离子液体调控技术寻找新的高温超导体和拓扑超导体。材料通常在高载流子浓度下展示不同的物理特性，超导便是其中之一。利用高通量组合薄膜、离子液体场效应、电化学掺杂、高介电常数固态门电压等多重调控手段，为寻找新超导体奠定基础。
过去的主要工作及获得的成果:
7. 利用离子液体调控和强磁场压制超导，首次获得了FeSe体系奇异金属态的系统实验证据，证实A10.5~Tc对FeSe基超导体同样成立。这一结果说明两大高温超导家族—铁基和铜基超导体具有相似的规律，表明高温超导与奇异金属态之间的相互作用具有普适性【Nature Physics 19, 365 (2023)】。
6. 发展连续组分单晶薄膜与跨尺度表征技术，制备出具有连续化学组分的高温超导组合单晶薄膜，将物性识别精度提升两个数量级至万分之一，进而首次揭示奇异金属线性电阻斜率A1与高温超导转变温度Tc之间的定量化物理规律，A10.5~Tc，说明二者存在共同驱动机制【Nature, 602, 431 (2022)】。
5. 利用离子液体调控在绝缘FeSe薄膜中引入超导电性，给出给出绝缘FeSe薄膜诱导出超导的临界条件。【Physical Review B, 104, 174511 (2021)】
4. 在同一个绝缘的铜氧化物母体引入易失和非易失超导电性，提出了一种新的利用离子液体修复氧空位的调控机理。【Science Bulletin, 65, 1607 (2020)】
3．利用氢化锗烯加热去氢化成功制备多层锗烯，并首次成功测量其电学输运性质，观察到绝缘体-金属相变，实现P-型场效应晶体管，同时获得氢化锗烯中强自旋轨道耦合作用的证据。【Nano Letters, 19, 1520 (2019)】
2．采用高介电常数固态电介质和离子液体门电压结合的方式调控二维材料的超导，首次实现低温、低门电压、连续可调的绝缘-超导相变和双极性超导晶体管。【Advanced Materials, 30, 1800399 (2018)】
1．在薄层二硫化钼（MoS2）的上下表面引入不同的电子态，在同一个器件中观察到超导和量子震荡，实现同种材料中构建超导-半导体量子复合器件。【Physical Review Letters, 119, 147002 (2017), Editors' suggestion】
代表性论文及专利:
*Equal contribution, #Corresponding author
X. Y. Jiang*, M. Y. Qin*, X. J. Wei*, L. Xu, J. Z. Ke, H. P. Zhu, R. Z. Zhang, Z. Y. Zhao, Q. M. Liang, Z. X. Wei, Z. F. Lin, Z. P. Feng, F. C. Chen, P. Y. Xiong, J. Yuan, B. Y. Zhu, Y. M. Li, C. Y. Xi, Z. S. Wang, M. Yang, J. F. Wang, T. Xiang, J. P. Hu, K. Jiang, Q. H. Chen#, K. Jin# and Z. X. Zhao, "Interplay between superconductivity and the strange-metal state in FeSe", Nature Physics 19, 365 (2023).
J. Yuan*, Q. H. Chen*, K. Jiang, Z. P. Feng, Z. F. Lin, H. S. Yu, G. He, J. S. Zhang, X. Y. Jiang, X. Zhang, Y. J. Shi, Y. M. Zhang, M. Y. Qin, Z. G. Cheng, J. Tamura, Y.-F. Yang, T. Xiang, J. P. Hu#, I. Takeuchi#, K. Jin#, and Z. X. Zhao, “Scaling of the strange-metal scattering in unconventional superconductors”, Nature, 602, 431 (2022).
M. Y. Qin*, X. Y. Jiang*, L. P. Zhang, R. Z. Zhang, F. C. Chen, J. Xu, Z. X. Wei, P. Y. Xiong, X. Zhang, L. Xu, J. Yuan, B. Y. Zhu, Q. H. Chen#, B. Leridon#, K. Jin#, and Z. X. Zhao, “Granular metallicity as a minimal normal state for superconductivity”, Physical Review B, 104, 174511 (2021).
Z. Z. Qu, X. Y. Jiang, J. M. Lu#, Q. H. Chen#, and J. T. Ye, “Ionic gating in the study of superconductivity”, Scientia Sinica Physica, Mechanica & Astronomica, 51, 047410 (2021). [Review]
X. J. Wei, H. B. Li, Q. H. Zhang, D. Li, M. Y. Qin, W. Hu, Q. Huan, L. Yu, J. Miao, J. Yuan, B. Y. Zhu, A. Kusmartseva, F. V. Kusmartsev, A. V. Silhanek, T. Xiang, W. Q. Yu, Y. Lin, L. Gu, P. Yu, Q. H. Chen#, and K. Jin#, “A selective control of volatile and non-volatile superconductivity in an insulating copper oxide induced via ionic liquid gating”, Science Bulletin, 65, 1607 (2020).
Q. H. Chen, A. Ali, O. Zeliuk, P. H. Wan, M. P. Liang, X. L. Peng, and J. T. Ye, “Probing and tuning the spin textures of the K and Q valleys in few-layer MoS2”, Physica Status Solidi (RRL), 13, 1900333 (2019).
Q. H. Chen, L. Liang, G. Potsi, P. H. Wan, J. M. Lu, T. Giousis, E. Thomou, D. Gournis, P. Rudolf and J. T. Ye, “Metal-insulator transition and strong spin-orbit interaction in annealed germanane”, Nano Letters, 19, 1520 (2019).
Q. H. Chen, J. M. Lu, L. Liang, O. Zeliuk, A. Ali, and J. T. Ye, “Continuous low bias switching of superconductivity in a MoS2 transistor”, Advanced Materials, 30, 1800399 (2018).
Q. H. Chen, J. M. Lu, L. Liang, O. Zeliuk, A. Ali, P. Sheng, and J. T. Ye, “Inducing and manipulating Heteroelectronic states in a single MoS2 thin flake”, Physical Review Letters, 119, 147002 (2017) Editor’s Suggestion and Featured in the APS Physics Synopsis.
Q. H. Chen, L. Liang, A. Ali, J. M. Lu, O. Zeliuk, and J. T. Ye, “High quality superconductor-normal metal junction made on the surface of MoS2 flakes.”, Physica Status Solidi (b), 254, 1700181 (2017).
Q. H. Chen, Z. Wang, W. Shi, Y. Zheng, D. D. Wang, Y-C Luo, B. Zhang, J. M. Lu, H. J. Zhang, J. Pan, C-Y Mou, Z. K. Tang, and P. Sheng, “New Developments in the CVD Growth of 0.4 nm Carbon Nanotubes in Channels of AlPO4-5 Zeolite Crystals”, Carbon, 76, 401 (2014).
Z. X. Wei, G. He, W. Hu, Z. P. Feng, X. J. Wei, C. Y. Ho, Q. Li, J. Yuan, C. Y. Xi, Z. S. Wang, Q. H. Chen, B. Y. Zhu, F. Zhou, X. L. Dong, L. Pi, A. Kusmartseva, F. V. Kusmartsev, Z. X. Zhao, and K. Jin, “Anomalies of upper critical field in the spinel superconductor LiTi2O4-δ”, Physical Review B, 100,184509 (2019).
O. Zheliuk, J. M. Lu, Q. H. Chen, A. Ali, S. Golightly, and J. T. Ye. “Josephson coupled Ising pairing induced in suspended MoS 2 bilayers by double-side ionic gating”. Nature nanotechnology, 14, 1123 (2019).
J. M. Lu, O. Zeliuk, Q. H. Chen, I. Leermakers, N. E. Hussey, U. Zeitler, and J. T. Ye, “Full superconducting dome of strong Ising protection in gated monolayer WS2”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 115, 3551 (2018).
L. Liang, Q. H. Chen, J. M. Lu, W. Talsma, J. Shan, G. R. Blake, T. T. M. Palstra, and J. T. Ye, “Inducing ferromagnetism and Kondo effect in platinum by paramagnetic ionic gating”, Science Advances, 4, eaar2030 (2018).
E. Piatti, Q. H. Chen, M. Tortello, J. T. Ye, R. S. Gonnelli, “Possible charge-density-wave signatures in the anomalous resistivity of Li-intercalated multilayer MoS2”, Applied Surface Science, 461, 269 (2018).
E. Piatti, Q. H. Chen, and J. T. Ye, “Strong dopant dependence of electric transport in ion-gated MoS2”, Applied Physics Letters, 111, 013106 (2017). Editor's Pick.
A. Ali, J. Yang, Q. H. Chen, O. Zeliuk, and J. T. Ye, “Planar p-n junction based on a TMDs/boron nitride heterostructure”, Physica Status Solidi (b), 00, 1700180 (2017).
目前的研究课题及展望:
1. 铁基超导体系， 探索量子临界点行为，测量电、磁、热及点接触隧道谱等， 理解铁基超导体的超导机制。
2. 高通量组合薄膜制备与快速表征技术探索新（超导）材料。
3. 离子液体诱导二维过渡金属超导，量子输运性质及隧道谱测量。
培养研究生情况:
在读博士研究生3名。 拟每年招收1-2名学生。
欢迎优秀本科生来组实习。
其他联系方式:
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qihongchen@iphy.ac.cn