中國粉體網訊 常凱,中國科學院半導體研究所研究員。常凱是我國半導體理論物理領域一位優秀的學科帶頭人。他注重理論與實驗合作,在半導體量子結構物性調控,特別是半導體極性界面、窄能隙半導體自旋軌道耦合和新奇量子相探索等方面取得了一系列具有重要國際影響的原創性成果,發表包括Nature子刊和PRL在內的重要學術刊物上的SCI論文150余篇,在國際半導體物理大會(ICPS)、美國APS March Meeting等國際會議上做邀請報告60余次。
人物經歷
1964年8月出生于安徽潛山,阜陽師范學院學士,北京師范大學碩士,博士。2001年入選中科院人才計劃, 2005年度獲得國家杰出青年基金資助,曾獲2004年國家自然科學二等獎(排名第三),2013年黃昆固體物理和半導體物理獎。2019年當選為中國科學院數理學部院士。
研究成果
提出利用半導體極性界面調控半導體量子結構能隙,發現極性界面處存在極強的局域電場,可以顯著的改變其能帶結構,后得到實驗證實。這為人工設計半導體物性打開了新的途徑,在半導體結構中實現寬光譜光電響應(從紅光到太赫茲);在主流半導體(Ge,InN)中實現拓撲相,突破了拓撲材料僅限于含有重元素的窄能隙體系的傳統認識。發現窄能隙半導體非線性Rashba自旋軌道耦合效應,指出Rassba線性模型是常凱模型的一階近似,而非線性行為是不可避免的,糾正了長期廣泛使用的Rashba模型隨動量增加而出現的嚴重偏差。預言窄能隙體系是觀測自旋霍爾效應的最佳體系,并提出電場調控磁性的方案, 為自旋調控提供了新機制。發展多帶多體有效質量理論,在窄能隙半導體量子結構中發現激子絕緣體及新奇電子態的存在,得到實驗驗證。他的工作揭示了半導體量子結構中豐富的物理內涵。
常凱院士課題組研究進展:在磁性絕緣體中磁振子的拓撲性質研究中取得新進展
磁振子在固體中的傳播無規往往不易控制。中國科學院半導體研究所半導體超晶格國家重點實驗室博士生李運美博士、常凱教授和復旦大學肖江教授合作,利用納米刻蝕的方法在磁性絕緣體薄膜上刻蝕有轉角的孔洞的三角陣列,孔洞的轉角能夠控制磁振子能帶帶隙的大小和符號,以及谷的拓撲數的符號。通過構造具有相反孔洞轉角的界面,體系具有整數的拓撲數,界面上存在受拓撲保護的沿著界面傳輸的態。這些態表現出背散射禁戒的特點,同時在傳播過程中保持很強的相干性。在構造的磁振子的馬赫-曾德爾干涉儀中,通過連續改變外加磁場,能夠實現磁振子信號的連續變化。干涉儀對外磁場很敏感,通過調節干涉儀臂長,能夠探測到地磁場量級(約1Gs)的微弱磁場變化。磁振子目前是下一代信息載體的有力競爭者,這項工作提出了一種高效率定向且無損耗傳輸磁振子的方法,為構造基于磁振子的自旋電子學器件以至于電路提供了新的思路。
參考來源:
半導體超晶格國家重點實驗室官網
(中國粉體網編輯整理/墨玉)
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