冯宝杰

简介


2009年7月于山东大学获得学士学位,2015年1月于中国科学院物理研究所获得博士学位,2013年10月至2014年3月赴美国加州大学欧文分校(University of California, Irvine)进行交流访问,2015年5月至2017年3月在日本东京大学(University of Tokyo)从事博士后研究,2017年4月至2018年8月在日本广岛大学(Hiroshima University)同步辐射中心担任助理教授。2018年9月加入中国科学院物理研究所,担任特聘研究员、博士生导师,并入选国家海外高层次人才引进计划青年项目。2020年获北京市自然科学一等奖,2020、2021连续两年入选爱思唯尔“中国高被引学者”榜单。


主要研究方向



  1. 低维量子材料的分子束外延生长和物性调控(MBE+ARPES+STM/STS):

  2. 新型拓扑量子材料的分子束外延(MBE)生长;

  3. 利用时间分辨角分辨光电子能谱(ARPES)研究量子材料的动力学性质,包括载流子的寿命、光诱导的量子相变等;

  4. 利用扫描隧道显微镜/扫描隧道谱(STM/STS)研究材料的微观原子结构及局域电子态密度等;

  5. 二维量子材料的超高真空剥离、堆垛、器件和测量;

  6. 先进科研仪器的开发和研制。


过去的主要工作及获得的成果


      在国际知名学术期刊发表论文50余篇,总引用5300余次。多篇论文入选ESI高被引论文和热点论文。其中,单篇引用次数超过1000的有2篇,超过100的有9篇。相关工作在国际上引起了高度的关注。

代表性工作:

1)发现了多种新型的拓扑量子态,包括一维材料中的狄拉克锥、反铁磁弱拓扑绝缘体、breathing kagome晶格中的拓扑平带及能隙、三维Rashba自旋劈裂等、拓扑超导材料中的费米面嵌套等。

2)首次发现二维狄拉克和外尔节线半金属,将节线概念由三维拓展到了二维。这类材料的导带跟价带相交于一条线,其简并性受到拓扑性的保护,在新型量子器件中具有重要的应用价值。

3)首次制备出单原子层硅(硅烯)和单原子层硼(硼烯),并对其物性进行了系统的研究,发现了多种奇特的物性,比如硼烯中的无质量的狄拉克费米子、硅烯中狄拉克锥的翘曲和劈裂等。


代表性论文及专利


图书章节:



B. Feng, L. Chen, and K. Wu. Xenes. Elsevier (2022). Chapter 4.



B. Feng, O. Sugino, and K. Wu. 2D Boron: Boraphene, Borophene, Boronene. Springer (2021). Chapter 4. 



B. Feng, L. Chen, and K. Wu. 2D Boron: Boraphene, Borophene, Boronene. Springer (2021). Chapter 3. 



代表性论文:



P. Zhang, C. Ma, S. Sheng, H. Liu, J. Gao, Z. Liu, P. Cheng, B. Feng#, L. Chen, and K. Wu#. Absence of β-antimonene and growth of α-antimonene on noble metal Ag(111) and Cu(111) surfaces. Phys. Rev. Mater. 6, 074002 (2022). 



Z. Sun, X. Han, Z. Cai, S. Yue, D. Geng, D. Rong, L. Zhao, Y.-Q. Zhang, P. Cheng, L. Chen, X. J. Zhou, Y. Huang#, K. Wu#, and B. Feng#. Exfoliation of 2D van der Waals crystals in ultrahigh vacuum for interface engineering. Sci. Bull.  67, 1345 (2022). 



Z. Sun, H. Zhou, C. Wang, S. Kumar, D. Geng, S. Yue, X. Han, Y. Haraguchi, K. Shimada, P. Cheng, L. Chen, Y. Shi#, K. Wu#, S. Meng#, and B. Feng#. Observation of topological flat bands in the kagome semiconductor Nb3Cl8Nano Lett.  22, 4596 (2022). (Journal Cover)



S. Yue, H. Zhou, Y. Feng, Y. Wang, Z. Sun, D. Geng, M. Arita, S. Kumar, K. Shimada, P. Cheng, L. Chen, Y. Yao, S. Meng#, K. Wu#, and B. Feng#. Observation of one-dimensional Dirac fermions in silicon nanoribbons. Nano Lett. 22, 695 (2022). 



C. Chen, H. Lv , P. Zhang, Z. Zhuo, Y. Wang, C. Ma, W. Li, X. Wang, B. Feng , P. Cheng, X. Wu , K. Wu , and L. Chen. Synthesis of bilayer borophene. Nat. Chem. 14, 25 (2022). 



X. Wang, D. Geng, D. Yan, W. Hu, H. Zhang, S. Yue, Z. Sun, S. Kumar, E. F. Schwier, K. Shimada, P. Cheng, L. Chen, S. Nie, Z. Wang, Y. Shi#, Y.-Q. Zhang, K. Wu#, and B. Feng#. Observation of topological edge states in the quantum spin Hall insulator Ta2Pd3Te5Phys. Rev. B 104, L241408 (2021).



D. Yan, D. Geng, Q. Gao, Z. Cui, C. Yi, Y. Feng, C. Song, H. Luo, M. Yang, M. Arita, S. Kumar, E. F. Schwier, K. Shimada, L. Zhao, K. Wu, H. Weng, L. Chen, X. J. Zhou, Z. Wang#, Y. Shi#, and B. Feng#. Superconductivity and Fermi surface nesting in the candidate Dirac semimetal NbC. Phys. Rev. B 102, 205117 (2020).



S. Yue, H. Zhou, D. Geng, Z. Sun, M. Arita, K. Shimada, P. Cheng, L. Chen, S. Meng#, K. Wu#, and B. Feng#. Experimental observation of Dirac cones in artificial graphene lattices.

Phys. Rev. B 102, 201401(R) (2020). (Editors' Suggestion) 



S. Yue, Y. Qian, M. Yang, D. Geng, C. Yi, S. Kumar, K. Shimada, P. Cheng, L. Chen, Z. Wang, H. Weng#, Y. Shi#, K. Wu, and B. Feng#. Topological electronic structure in the antiferromagnet HoSbTe. Phys. Rev. B 102, 155109 (2020). 



D. Geng, K. Yu, S. Yue, J. Cao, W. Li, D. Ma, C. Cui, M. Arita, S. Kumar, E. F. Schwier, K. Shimada, P. Cheng, L. Chen, K. Wu#, Y. Yao#, and B. Feng#.  Experimental evidence of monolayer AlB2 with symmetry-protected Dirac cones. Phys. Rev. B 101, 161407(R) (2020). 



C. Chen, L. Kong, Y. Wang, P. Cheng, B. Feng, Q. Zheng, J. Zhao, L. Chen, and K. Wu. Dynamics of single-molecule dissociation by selective excitation of molecular phonons. Phys. Rev. Lett. 123, 246804 (2019).  



B. Feng#, R.-W. Zhang, Y. Feng, B. Fu, S. Wu, K. Miyamoto, S. He, L. Chen, K. Wu, K. Shimada, T. Okuda, and Y. Yao#. Discovery of Weyl nodal lines in a single-layer ferromagnet. Phys. Rev. Lett. 123, 116401 (2019). 



Y. Feng*, Q. Jiang*, B. Feng*, M. Yang*, Tao Xu, W. Liu, X. Yang, M. Arita, E. F. Schwier, K. Shimada, H. O. Jeschke, R. Thomale, Y. Shi, X. Wu, S. Xiao, S. Qiao, and S. He. Rashba-like spin splitting along three momentum directions in trigonal layered PtBi2Nat. Commun. 10, 4765 (2019). 



B. Feng#, H. Zhou, Y. Feng, H. Liu, S. He, I. Matsuda, L. Chen, E. F. Schwier, K. Shimada, S. Meng#, and K. Wu#. Superstructure-induced splitting of Dirac cones in silicene. Phys. Rev. Lett. 122, 196801 (2019).



B. Feng#, S. Ito, M. Arita, L. Chen, K. Wu, F. Komori, K. Miyamoto, T. Okuda, and I. Matsuda#. Discovery of two-dimensional anisotropic Dirac cones. Adv. Mater. 30, 1704025 (2018).



B. Feng, B. Fu, S. Kasamatsu, S. Ito, P. Cheng, C.-C. Liu, Y. Feng, S. Wu, S. K. Mahatha, P. Sheverdyaeva, P. Moras, M. Arita, O. Sugino, T.-C. Chiang, K. Shimada, K. Miyamoto, T. Okuda, K. Wu, L. Chen, Y. Yao, and I. Matsuda. Experimental realization of two-dimensional Dirac nodal line fermions in monolayer Cu2Si. Nat. Commun. 8, 1007 (2017).



B. Feng, O. Sugino, R.-Y. Liu, J. Zhang, R. Yukawa, M. Kawamura, T. Iimori, H. Kim, Y. Hasegawa, H. Li, L. Chen, K. Wu, H. Kumigashira, F. Komori, T.-C. Chiang, S. Meng, and I. Matsuda. Dirac fermions in borophene. Phys. Rev. Lett. 118, 096401 (2017).



B. Feng, J. Zhang, Q. Zhong, W. Li, S. Li, H. Li, P. Cheng, S. Meng, L. Chen, and K. Wu. Experimental realization of two-dimensional boron sheets. Nat. Chem. 8, 563 (2016).



B. Feng, H. Li, C.-C. Liu, T.-N. Shao, P. Cheng, Y. Yao, S. Meng, L. Chen, and K. Wu. Observation of Dirac cone warping and chirality effects in silicene. ACS Nano 7, 9409 (2013).



B. Feng, Z. Ding, S. Meng, Y. Yao, X. He, P. Cheng, L. Chen, and K. Wu. Evidence of silicene in honeycomb structures of silicon on Ag(111).

Nano Lett. 12, 3507 (2012).



#通讯作者     *共同一作



全部文章列表



https://orcid.org/0000-0003-2332-7949


 https://scholar.google.ca/citations?user=l74H5o4AAAAJ&hl=en

目前的研究课题及展望


目前负责了国家海外高层次人才引进项目、科技部国家重点研发计划课题、基金委面上项目、中科院国际伙伴计划项目等,参与了基金委国家重大科研仪器研制项目、中科院先导B项目、基金委联合基金项目、北京市重点项目等,经费充足。



同时承担了国内多项大科学装置的建设工作。大科学装置代表了现代实验科学的最高水平,学生就读期间拥有大量的机会使用国内外的大科学装置进行科学研究,可以极大地提升研究的效率并拓宽科研视野。



近期正在开展的主要研究工作:



1. 新型二维量子材料及异质结构的制备和原位物性表征



利用超高真空分子束外延(MBE)技术,制备新型二维材料及异质结构,并利用多种超高真空表面分析手段研究其物性,包括(时间、自旋分辨)角分辨光电子能谱(ARPES)、扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)以及原位输运等。



2. 时间分辨ARPES的研制及材料动力学性质研究



相比于传统的ARPES技术,利用泵浦-探测技术可实现时间分辨,可以研究材料的非占据态电子结构、载流子动力学性质以及光致量子相变等物性。



3. 二维材料的剥离、堆垛、器件制作及物性表征



利用干式转移法构筑二维异质结并制备成量子器件。利用光学手段(拉曼、荧光、吸收谱等)研究界面耦合效应;利用ARPES、STM、AFM等研究其原子和电子结构;利用原位输运研究其电学性质。


培养研究生情况


目前在读研究生8名,拟每年招收研究生1-3名。欢迎具有物理或材料背景的学生垂询和报考!欢迎博士后加入!


其他联系方式


课题组主页:http://surface.iphy.ac.cn/sf09/#/home-page

办公室:A432

电话:010-82649158


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bjfeng@iphy.ac.cn