专家信息:
姚裕贵, 江西省星子县人,1971年生。现为北京理工大学工作,任教授、博士生导师、理论和计算物理中心主任、物理学院副院长。
教育及工作经历:
1992年在南开大学物理系获得物理学学士学位。
1995年获得中科院上海光学精密机械研究所的光学硕士学位。
1999年中科院力学研究所的力学博士学位。
1999年至2001年进入中科院物理研究所博士后流动站,出站后留所工作。
2001年至2003年到美国Texas大学Austin分校物理系从事博士后研究。
2004年任副研究员。
2007年破格提升为研究员。
2008年物理所博士生导师。
2011年10月调到北京理工大学工作,任教授、博士生导师、理论和计算物理中心主任、物理学院副院长。
社会任职:
1、International Journal of Modern Physics B,Modern Physics Letters B国际SCI期刊编委。
2、Phys. Rev. Lett、Nature子刊、AdvancedMaterials等国际顶级杂志审稿人。
培养研究生情况:
培养研究生3名。
资料更新中……
科学研究:
研究方向:
研究方向为计算物理和凝聚态理论,集中在自旋电子学和基于量子力学的计算领域,特别关注自旋-轨道耦合体系的电子结构、BERRY相与量子物性之间的关系。具体方向有:
(1)发展基于量子力学的计算方法,研究材料中反常霍尔效应、Z2,自旋霍尔效应、轨道霍尔效应、平面霍尔效应、热电效应、磁光效应、磁阻和磁矩等量子物性;
(2)在此基础上将开发和设计出相应的高性能并行计算软件包;
(3)设计各种新型功能材料并研究其力学、电、磁、光学及其它奇异量子物性,当前主要关注拓扑绝缘体、硅烯、石墨烯、多铁性材料、热电材料等体系。
承担科研项目情况:
作为负责人主持两项国家基金面上项目;并参与科学院重点项目和基金委重点项目。
1. 国家面上自然基金项目:自旋霍尔效应的第一性原理研究 2005.1-2007.12,主持。
2. 国家面上自然基金项目:贝里相位和铁磁材料中输运性质的从头计算 2007.1-2009.12主持。
3. 国家重点自然基金项目:半导体低维体系中自旋动力学过程的研究 2006.1-2009.12,参加。
4. 中科院创新重要方向性项目:自旋流相关量子现象及其应用探索 2005.1-2008.12,参加。
5. 国家自然科学基金项目:多铁性材料的第一性原理研究,2009-03-20,主持。
科研成果:
1. 纳米碳化硅薄膜的制备、稀土掺杂及光电发射特性 刘技文; 孙永昌; 赵燕平; 谢仿卿; 姚裕贵; 钟定永; 陈民芳; 赵捷; 王治 【科技成果】天津理工大学; 中国科学院物理研究所 2003-12-01
学术成就:
至今在SCI收录的杂志上发表60篇研究论文,其中包括15篇Phys. Rev. Lett,1篇Nano Lett.,5篇Phys. Rev. Rapid Commu.。这些研究成果获得了国内外同行的广泛注意,所有文章共被引用约1450次,引用文献中Rev. Mod. Phys. 10次, Phys. Rev. Lett. 130次和Phys. Rev系列 500次,此外引用文献中还有Science、Nature、 Nature子刊和Phys. Reports等刊物的文章。3篇论文单篇引用超过150次,并曾在美国APS年会等国际会议多次作邀请报告。过去重要工作大都可归结于利用第一性原理方法研究真实材料的贝里相位(Berry Phase)效应范畴。
第一性原理
发展了精确计算反常输运物理量的第一性原理方法,是国际上此方向的开拓者之一;发展了适用于任意体系的拓扑不变量Z2的第一性原理计算方法,是国际上最早开展这方面工作的研究者。下述研究成果大多是基于这些程序得到的。
反常输运
阐明了反常Hall效应的内禀物理机制,定量地指出了反常霍尔效应中基于Berry Phase的内禀部分的重要性;与实验合作,提出了反常霍尔效应内禀和外在部分的分解方法,并给出了反常霍尔效应中内禀电导率和磁化强度成线性关系的理论解释和定量计算。关于反常霍尔效应的计算理论工作单篇引用达170余次,并被国际上多个实验组所验证和证实,著名计算物理学家Vanderbilt在2006年Rahman奖(APS计算物理方面最高奖)的获奖报告中曾高度评价这个工作。与实验合作的工作和理论分析被写进Michael P. Marder的《Condensed Matter Physics》教科书。在此工作基础上,国际上我们还首先发展了计算反常热电系数、自旋霍尔电导率和磁阻的第一性原理计算方法,能定量地解释和预测相关实验。
拓扑绝缘体
国际上首次研究了石墨烯中的自旋轨道耦合相互作用,并指出实验条件下量子自旋霍尔效应在纯石墨烯中不可能实现,该工作获得了国际上的广泛承认,单篇引用190余次,诺贝尔奖获得者Geim和量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体概念提出者Kane分别在他们的Rev. Mod. Phys.综述工作中引用这个工作并给予肯定。在此工作基础上,通过吸附铁原子或者将石墨烯放在铁磁绝缘体上,预测了在石墨烯中可能观测到量子反常霍尔效应;首次指出类石墨烯体系-硅烯是二维拓扑绝缘体,并预测此体系可能实现量子自旋霍尔效应,相关实验正在进展。进一步还预测了Half-Heusler和黄铜矿两个体系中可能存在大量三维拓扑绝缘体,部分材料得到实验证实。
论文专著:
在SCI收录的杂志上发表研究论文20余篇。
出版专著:
资料更新中……
发表英文论文:
1. Di Xiao, Yugui Yao, Zhong Fang, and Qian Niu, "Berry-phase effect in anomalous thermoelectric transport", Phys. Rev. Lett. 97, 026603 (2006).
2. Changgan Zeng, Yugui Yao, Qian Niu, and Hanno H. Weitering, "Linear magnetization dependence of the intrinsic anomalous Hall effectv",Phys. Rev. Lett. 96, 037204 (2006).
3. Yugui Yao, and Zhong Fang, "Sign changes of intrinsic spin Hall effect in semiconductors and simple metals: first-principles calculations", Phys. Rev. Lett. 95, 156601 (2005).
4. G. Y. Guo, Yugui Yao,Qian Niu., "Ab initio calculation of the intrinsic spin Hall effect in semiconductors", Phys. Rev. Lett. 94, 226601 (2005).
5. Yugui Yao, L. Kleinman, A. H. MacDonald, Jairo Sinova, T. Jungwirth, Ding-sheng Wang, Enge Wang,and Qian Niu, "First principles calculation of anomalous Hall conductivity in ferromagnetic bcc Fe", Phys. Rev. Lett. 92, 037204 (2004).
发表中文论文:
1 贵金属氮化物晶体结构、电子结构和力学性能的实验与理论研究进展 范长增; 曾松岩; 王渊旭; 姚裕贵; 张平; 刘日平; 王文魁 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院; 日本国立材料研究所计算材料科学中心; 中国科学院物理研究所; 北京计算物理与应用数学研究所; 燕山大学材料科学与工程学院; 燕山大学材料科学与工程学院秦皇岛; 筑波305-0044日本 【期刊】物理 2007-03-12
2 反常霍尔效应理论的研究进展 梁拥成; 张英; 郭万林; 姚裕贵; 方忠 南京航空航天大学纳米科学研究所; 北京师范大学物理系; 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室; 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室 南京 【期刊】物理 2007-05-12
3 一种利用光栅编码实现实时光学图像相减的新方法 康辉; 姚裕贵; 郭转运; 张延 南开大学物理系; 南开大学现代光学研究所 【期刊】中国激光 1994-12-25
4 紫外石英光纤传输损耗特性研究 徐世祥; 李锡善; 张国轩; 姚裕贵; 孙明武 中国科学院上海光学精密机械研究所; 中国建材院石英所 【期刊】无机材料学报 1994-08-15
5 利用锯齿光栏获得超高斯型光束 姚裕贵; 徐世祥; 孟绍贤; 林尊琪 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理实验室 【期刊】光学学报 1995-07-05
6 分子动力学方法研究金属玻璃中应变率依赖的锯齿状塑性流动行为 江思跃; 蒋敏强; 戴兰宏; 姚裕贵 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室; 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室 【会议】第十四届全国相图会议暨国际相图与材料设计研讨会学术论文集 2008-11-01