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材料计算与物质模拟
刘凯教授

办公地点:北园物理楼207B

电子邮箱:kliu@ruc.edu.cn

电  话:0086-10-82502638

传  真:0086-10-62517887

研究组主页:

教育经历

1999年9月-2003年6月   武汉大学物理系基地班,本科

2003年9月-2008年6月   中国科学院物理研究所,硕博连读

2005年6月-8月               瑞典哥德堡大学/查尔姆斯理工大学,物理系,访问学生

2007年7月-9月               瑞典哥德堡大学/查尔斯理工大学,物理系,访问学生


2003年  武汉大学优秀毕业生

2006年  中国科学院院长优秀奖

2008年  中科院研究生院优秀毕业生

工作经历

2008年8月至今    中国人民大学物理系,讲师、副教授、教授

2011年8月-9月     瑞典哥德堡大学物理系,学术访问

从零开始,完成了人大物理系高性能并行计算物理实验室的三期建设:Kohn,Newton和Dirac集群。目前物理系最新的两套高性能计算集群的理论峰值合计103万亿次,实测峰值合计92万亿次,支持五个研究团队相关师生的计算研究工作。

高性能并行计算实验室介绍

集群用户申请表

GPU服务器"Einstein"介绍

"Kohn"集群介绍

"Newton"集群介绍

"Dirac"集群介绍

研究兴趣

计算凝聚态物理。主要采用第一性原理方法和多体经验势方法从事实际材料的计算与模拟研究,包括:

(1)过渡金属化合物中新奇宏观电磁现象的微观机制,主要关注超导材料和磁性材料体系;

(2)固体表面吸附体系的电子态、振动谱和动力学;

(3)超导材料的高通量计算。

相关成果已在Nature, Nature子刊, PRL, PRX, PRB等期刊上发表。

承担国家自然科学基金,科技部重点研发计划,北京市自然科学基金,中国人民大学校内基金等项目。


担任以下SCI期刊匿名审稿人:Sci. Adv., Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. X, Phys. Rev. B, Phys. Rev. Mater., npj Computat. Mater., Nano Lett., ACS Nano., Adv. Func. Mater., Sci. Rep., Commun. Phys., J. Phys.: Condens. Matter, J. Phys. Chem. Lett., Phys. Chem. Chem. Phys., J. Mater. Chem. C, Computat. Mater. Sci., Chin. Phys. Lett., Chin. Phys. B, 物理学报

人才培养

讲授过《计算机概论》、《科学计算语言与绘图》、《程序设计》、《普通物理》、《计算物理主文献研读课》、《学术规范与论文写作(博)》等课程。

已毕业学生

硕士:

叶倩倩(2014年毕业,江苏高校)

冯馨雯(2019年毕业,北京市重点中学)

许朵   (2022年毕业,江苏公务部门)

博士:

张冰晶(2018年毕业,获光华奖学金,陕西高校教师)

郭朋杰(2020年毕业,获博士生国奖,松山湖材料实验室博后,现中国人民大学教师)

龚本超(2021年毕业,中国人民大学博后,江苏高校教师)

张建丰(2021年毕业,获中石油奖学金(一等),中科院物理所博后)

邱潇乐(2022年毕业,获京东奖学金,山东高校教师)

赵宁宁(2023年毕业,获博士生国家奖学金,山东高校教师)

孙培函(2023年毕业,河北高校教师)

联合指导博士:

杨焕成(2018年毕业,北京计算科学研究中心博后,现中国人民大学)

卢小琴(2020年毕业,广东高校教师)

高炎    (2022年毕业,获博士生国家奖学金,河北高校教师)


在读研究生

博士生4名:满潇潇、杜鑫、何慧卉、姜靖

硕士生1名:武长江


拟每年招收硕博连读研究生或直博生1-2名,欢迎对物理和计算机都感兴趣的同学报考。


主要工作和成果

Publication list:

https://orcid.org/0000-0001-6216-333X


Selected publications:

Iron-based superconductors 铁基超导体

Nematic antiferromagnetic states in bulk FeSe, Kai Liu, Zhong-Yi Lu, and Tao Xiang, Phys. Rev. B 93, 205154 (2016).(通过电子结构计算理解FeSe的反常磁性质)

Influence of spin-phonon coupling on antiferromagnetic spin fluctuations in FeSe under pressure: First-principles calculations with van der Waals corrections, Qian-Qian Ye, Kai Liu, and Zhong-Yi Lu, Phys. Rev. B 88, 205130 (2013).(计算研究揭示了FeSe中的自旋-声子耦合)


Cuprate superconductors 铜氧化物超导体

Electronic structures of quasi-one-dimensional cuprate superconductors Ba2CuO3+δ, Kai Liu, Zhong-Yi Lu, and Tao Xiang, Phys. Rev. Mater. 3, 044802 (2019).(指出包含准一维CuO链的Ba2CuO3为Ba2CuO3+δ超导体的母体材料)

Exploring charge and spin fluctuations in infinite-layer cuprate SrCuO2 from a phonon perspective, Xin Du, Pei-Han Sun, Ben-Chao Gong, Jian-Feng Zhang, Zhong-Yi Lu, and Kai Liu, arXiv:2306.09669(从声子角度探索无限层铜氧化物SrCuO2中的电荷和自旋涨落)


Transition metal diborides 过渡金属二硼化物中的拓扑态和超导电性

Experimental observation of Dirac nodal links in centrosymmetric semimetal TiB2, Zhonghao Liu, Rui Lou, Pengjie Guo, Qi Wang, Shanshan Sun, Chenghe Li, Setti Thirupathaiah, Alexander Fedorov, Dawei Shen, Kai Liu, Hechang Lei, and Shancai Wang, Phys. Rev. X 8, 031044 (2018).(TiB2中拓扑电子结构的确认)

Pressure-induced superconductivity at 32 K in MoB2, Cuiying Pei, Jianfeng Zhang, Qi Wang, Yi Zhao, Lingling Gao, Chunsheng Gong, Shangjie Tian, Ruitao Luo, Mingtao Li, Wenge Yang, Zhong-Yi Lu, Hechang Lei, Kai Liu, and Yanpeng Qi, Natl. Sci. Rev. 10, nwad034 (2023).(高压下MoB2的超导电性及其机理研究)


Kagome-lattice superconductors 笼目晶格超导体的CDW态、拓扑能带和超导电性

Charge-density-wave-induced bands renormalization and energy gaps in a kagome superconductor RbV3Sb5, Zhonghao Liu, Ningning Zhao, Qiangwei Yin, Chunsheng Gong, Zhijun Tu, Man Li, Wenhua Song, Zhengtai Liu, Dawei Shen, Yaobo Huang, Kai Liu, Hechang Lei, and Shancai Wang, Phys. Rev. X 11, 041010 (2021).(笼目晶格超导体RbV3Sb5中电荷密度波诱导的能带重整化和能隙开启)

Quantum transport evidence of topological band structures of kagome superconductor CsV3Sb5, Yang Fu, Ningning Zhao, Zheng Chen, Qiangwei Yin, Zhijun Tu, Chunsheng Gong, Chuanying Xi, Xiangde Zhu, Yuping Sun, Kai Liu, and Hechang Lei, Phys. Rev. Lett. 127, 207002 (2021).(笼目晶格超导体CsV3Sb5的拓扑能带结构)

First-principles study of the double-dome superconductivity in the kagome material CsV3Sb5 under pressure, Jian-Feng Zhang, Kai Liu, and Zhong-Yi Lu, Phys. Rev. B 104, 195130 (2021). (高压下CsV3Sb5的双穹顶超导行为的理论研究)


Binary lanthanide compounds 二元镧系化合物的大磁阻态和超导态

Charge compensation in extremely large magnetoresistance materials LaSb and LaBi revealed by first-principles calculations, Peng-Jie Guo, Huan-Cheng Yang, Bing-Jing Zhang, Kai Liu, and Zhong-Yi Lu, Phys. Rev. B 93, 235142 (2016).(基于电荷补偿机制解释LaSb和LaBi中的不饱和大磁阻效应)

First-principles study of electron-phonon coupling and magnetoresistance of LaBi under pressure, Jian-Feng Zhang, Peng-Jie Guo, Kai Liu, and Zhong-Yi Lu, Phys. Rev. B 101, 155139 (2020).(指出LaBi在高压下大磁阻态的抑制和超导态的出现可能源自于杂质效应)