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凝聚态物性实验
于伟强教授

办公地点:理工楼707室

电子邮箱:wqyu_phy@ruc.edu.cn

电  话:010-62511971

传  真:0086-10-62517887

研究组主页:nmr.phys.ruc.edu.cn

教育经历


2000.10-2004.6 (美国)加州大学洛杉矶分校(UCLA) 实验凝态物理博士

1999.1-2000.10 (美国)南加州大学物理系(USC) 理论凝聚态物理博士生

1996.9-1999.1 北京师范大学物理系 理论凝聚态物理硕士

1992.9-1996.7 北京师范大学物理系 理学学士





工作经历

2008.4-现在 中国人民大学物理系 教授 (2014年校“十佳班主任”)

2008.4-2008.10 (加拿大)麦克马斯特大学物理系 博士后

2004.7-2008.3 (美国)马里兰大学超导研究中心 助理研究员


研究兴趣

    (1关联电子材料的核磁共振研究

很多新型的凝聚态材料表现出奇特的物理性质,其根源在于这些系统的电子库伦相互作用非常强,电子的自旋、电荷和轨道、声子等自由度耦合在一起,形成性质复杂的,但又有丰富应用的新功能、探测、存储和能源材料等,这类系统称为强关联电子系统。凝聚态核磁共振借助于原子核和电子的磁性超精细耦合、磁偶极矩耦合、电场梯度耦合等,对关联电子材料进行灵敏的电性和磁性微观探索和研究。重要用途是利用核磁共振的位置选择性(site-selective)、局域性(local)和整体性(bulk)等特色,并结合变温、变场、高压等调制技术,进行晶体结构、磁性结构、磁性元激发、电荷序、超导电性、量子相变等研究。


我们课题组的具体研究方向包括非常规超导、量子磁性、离子液体调控超导电性等。


(2)极端条件和自动化核磁共振测试技术开发。

核磁共振科研实现了使用电磁波对原子核磁性状态进行读和写的操作,广泛应用于物理学、生物与医学、化学、矿藏探测等科研和应用领域,并已经获得五次诺贝尔奖。我们实验室开发多种实验技术,尤其进行低温、高压、高场等极端条件核磁共振,以及自动化测试程序的开发。目前实验室具有的国际前沿技术条件为结合3万大气压、20毫开尔文、16特斯拉进行核磁共振;国际领先技术是结合8万大气压、1.5K10特斯拉进行核磁共振。研究生具有较强的电路设计、谱仪搭建和极端条件控制等,毕业后大部分就职于高校和中科院研究单位、国际知名医学核磁共振成像、电子芯片公司等。



科研基金项目

1. 国家自然科学基金委重点项目,12134020,强自旋-轨道耦合量子自旋液体材料的量子禁闭和解禁闭,2022/01-2026/12,315万元,在研,主持

2. 国家自然科学基金委面上项目,51872328,铁基超导材料的离子液体氢化研究,2019/01-2022/1262万元,在研,主持

3. 科技部国家重点研发计划,2016YFA0300500,量子自旋阻挫体系和自旋液体中的新奇量子效应及调控研究,2016-2021,150万元,在研,骨干参加

4. 中国人民大学科学预研委托(团队基金)项目,15XNLQ07,自旋阻挫磁性材料的样品合成和物性研究,2015/01-2017/12, 100万元,已结题,主持

5. 教育部创新团队,稀土-过渡金属化合物量子关联新功能材料及其新奇量子效应的研究,2014/01-2016/12,已结题,骨干参加

6. 国家自然科学基金委面上项目,11374364,铁基超导材料的结构、磁性和超导的关联性质研究,2014/01-2017/1289万元,已结题,主持

7. 国家自然科学基金委优秀青年基金,11222433,关联电子材料的核磁共振物性研究,2013/01-2015/12100万元,已结题,主持

8. 科技部目标导向项目,2011CBA00112,高温超导材料与物理研究,2011/01-2015/12120万元,已结题,骨干参加

9. 科技部973项目,2010CB923004,新型量子功能体系的物性表征及其材料探索,2010/01-2014/12120万元,已结题,骨干参加

10. 国家自然科学基金委面上项目,11074304,空穴掺杂和磷掺杂铁基超导单晶材料的核磁共振研究,2011/01-2013/1254万元,已结题,主持

11. 教育部新世纪人才资助计划,NCET-08-05462008-201130万元,已结题,主持


人才培养

崔祎,博士,2020年毕业,中国人民大学,师资博士后

马龙,博士,2015年毕业,国家强磁场科学中心(合肥),副研究员

王朋帅,博士,2017年毕业,通用电气医疗集团(中国),工程师

代佳,博士,2016年毕业,燕东微电子,工程师

陈涛,硕士,2020年毕业,复旦大学,脑科学磁共振工程师

张善文, 硕士,2010年毕业,北京拉莫尔科技发展有限公司,总经理


主要工作和成果

开发了3万大气压和稀释制冷结合,8万大气压和液氦制冷结合的两种国际领先的核磁共振测量技术。近年来,借助于核磁共振在位置选择性和低能磁性探测的优势,开展对铁基超导和自旋阻挫等关联电子材料的磁学性质、超导机理和量子相变等方向的研究。主要进行非常规超导和量子磁性材料的核磁共振物性研究,迄今已发表70余篇SCI论文,论文含15PRL/PRX/NC,单篇引用100次以上的论文10篇,H-index为312012年获得国家基金委优秀青年基金项目资助。


近年来代表性工作


1)低维和阻挫量子磁性、量子相变

1)在一维反铁磁依辛材料BaCo2V2O8的横场量子临界点中,发现具有E8代数态的量子态 (PRL 2021)。

(2)多三角晶格依辛反铁磁材料研究,首次在磁性材料中发现BKT相变的实验证据。(NC 2020)。

(3)在一维反铁磁材料SrCo2V2O8材料中,首次在低场下实现一维依辛型量子临界点(PRL 2019,为其更多物性研究开辟了新的途径。

(4)在自旋阻挫材料a-RuCl3中率先建立磁场下的相图,揭示磁场压制磁有序并诱导量子自旋液体态,以及该自旋液体态具有Dirac型的无能隙费米元激发特征(PRL2017)。

(5) 率先研究Ba8CoNb6O24并提出该材料可以作为首个理想的二维三角晶格海森堡反铁磁材料进行研究。提出该材料在零场可能具有量子自旋液体态,而高磁场下诱导磁有序量子相变[PRM 2018]


2)超导材料

1) 通过稀释制冷温度下的高压核磁共振研究,首次解出FeSe超导材料在高压下的条纹型磁结构(PRL2016),促进了该材料微观作用模型的建立和对超导机理的理解。

2) 把离子液体氢化的技术引入到铁基超导研究中,氢化产生的电子掺杂效应使FeSe类材料超导温度从8.5 K提高到42.5 K等,并用高敏感的氢核磁共振测量揭示了非常规超导性质,提供了电子掺杂和氢核磁共振研究的新思路(Science Bulletin2018, ESI 高被引)。

3) 在铁基超导材料中观察到非常规自旋单态配对 (PRL2011),超导和磁有序微观共存(PRL2012),以及自旋涨落和超导转变温度关联(PRL2013)的实验结果等。


代表性论文


1. E8 Spectra of Quasi-One-Dimensional Antiferromagnet BaCo2V2O8 under Transverse Field, H.  Zou , Y. Cui, X. Wang , Z. Zhang, J. Yang, G. Xu, A. Okutani, M.  Hagiwara, M. Matsuda, G. Wang, Giuseppe Mussardo, K. Hódsági, M. Kormos,  Z. He, S. Kimura,R. Yu, W. Yu*, Jie Ma*, and Jianda Wu*, 
       
PHYSICAL REVIEW LETTERS 127, 077201 (2021). (引用6次)


2. Evidence of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Phase in a Frustrated Magnet, Z. Hu#, Z. Ma#, Y.-D. Liao#, H. Li#, C. Ma, Y. Cui, Y. Shangguan, Z. Huang, Y. Qi*, W. Li*, Z. Y. Meng*, J. Wen*, and Weiqiang Yu*,

Nature Communications 11, 5631 (2020).(引用24次)


3. Quantum Criticality of the Ising-like Screw Chain Antiferromagnet SrCo2V2O8 in a Transverse Magnetic Field, Y. Cui, H. Zou, N. Xi, Zhangzhen He*, Y. X. Yang, L. Shu, G. H. Zhang, Z. Hu, T. Chen, Rong Yu, Jianda Wu* and Weiqiang Yu*,

PHYSICAL REVIEW LETTERS 123, 067203 (2019). (引用22次)


4. Protonation induced high-T-c phases in iron-based superconductors evidenced by NMR and magnetization measurements, Cui Yi#, Zhang Gehui, Li Haobo, Lin Hai, Zhu Xiyu, Wen Hai-Hu, Wang Guoqing, Sun Jinzhao, Ma Mingwei, Li Yuan, Gong Dongliang, Xie Tao, Gu Yanhong, Li Shiliang, Luo Huiqian, Yu Pu*, Yu Weiqiang*,

Science Bulletin 63 ,11-16 (2018) (引用36次.


5. Gapless Spin Excitations in the Field-Induced Quantum Spin Liquid Phase of α−RuCl3, Jiacheng Zheng#, Kejing Ran#, Tianrun Li, Jinghui Wang, Pengshuai Wang, Bin Liu, Zheng-Xin Liu, B. Normand, Jinsheng Wen*, and Weiqiang Yu*,

PHYSICAL REVIEW LETTERS 119, 227208 (2017) .(引用182次).


6. Pressure Induced Stripe-Order Antiferromagnetism and First-Order Phase Transition in FeSe, P. S. Wang, S. S. Sun, Y. Cui, W. H. Song, T. R. Li, Rong Yu, Hechang Lei, and Weiqiang Yu*,

PHYSICAL REVIEW LETTERS 117, 237001 (2016)(引用69次).


7. Simultaneous Optimization of Spin Fluctuations and Superconductivity under Pressure in an Iron-Based Superconductor, G. F. Ji, J. S. Zhang, Long Ma, P. Fan, P. S. Wang, J. Dai, G. T. Tan, Y. Song, C. L. Zhang, Pengcheng Dai, B. Normand, and W. Yu*,

PHYSICAL REVIEW LETTERS 111, 107004 (2013). (引用23次)


8. Microscopic coexistence of superconductivity and antiferromagnetism in underdoped Ba(Fe1-xRux)2As2, L. Ma, G. F. Ji, Jia Dai, X. R. Lu, M. J. Eom, J. S. Kim, B. Normand, W. Yu*,

PHYSICAL REVIEW LETTERS 109, 197002 (2012).(引用30次)


9. 77Se NMR study of pairing symmetry and spin dynamics in KyFe2-xSe2, W. Yu*, L. Ma, J. B. He, D. M. Wang, T.-L. Xia, G. F. Chen, and W. Bao,

PHYSICAL REVIEW LETTERS 106, 197001 (2011).(引用74次)


10. Absence of superconductivity in single-phase CaFe2As2 under hydrostatic pressure, W. Yu, A. A. Aczel, T. J. Williams, S. L. Bud’ko, N. Ni, P. C. Canfield, and G. M. Luke,

Phys. Rev. B 79, 020511 (R) (2009). (引用205次)


11. Electron-lattice coupling and broken symmetries of the molecular salt (TMTTF)2SbF6, W. Yu, F. Zhang, F. Zamborszky, B. Alavi, A. Baur, C. A. Merlic, and S. E. Brown,

Phys. Rev. B. 70, 121101(R) (2004).(引用99次)


12. Phase Inhomogeneity of the Itinerant Ferromagnet MnSi at High Pressures, W. Yu, F. Zamborszky, J. D. Thompson, J. L. Sarrao, M. E. Torelli, Z. Fisk, and S. E. Brown,

PHYSICAL REVIEW LETTERS 92, 086403 (2004).(引用73次)