程金光

简介


1982年出生,2003年、2005年在哈尔滨工业大学物理系获理学学士、硕士学位。2010年在美国德克萨斯大学奥斯汀分校获博士学位,之后在本校继续进行两年博士后研究。2012年加入物理所。现任物理所副所长、研究员、博士生导师。

主要研究方向


高压极端条件下的新材料和奇异物理现象

过去的主要工作及获得的成果


1. 搭建了国内第一台基于六面砧压腔的高压低温综合物性测量装置,开展多重极端条件下的物态调控和机理研究;首次在CrAs和MnP中发现了高压诱导的超导电性,相继实现了第一个Cr基和Mn基化合物超导体零的突破;系统研究了FeSe基超导体的高压效应,揭示了FeSe中复杂电子序与超导的竞争关系,在重电子掺杂FeSe材料中发现高压诱导的超导II相和反常的正常态行为。

2. 利用二级推进多面砧压机,在高压高温条件下首次合成了多个具有新颖晶体结构和奇异物理性质的材料体系,包括自旋S=1的量子自旋液体候选材料Ba3NiSb2O9、d电子重费米材料CaCu3Ir4O12和具有强自旋-轨道耦合的Slater绝缘体SrIr1-xSnxO3

至今已在包括Nature Communications、PRL、JACS和PNAS在内的学术期刊上合作发表论文190余篇,在重要国际和国内会议做邀请报告20余次。曾荣获2015年度中科院卢嘉锡青年人才奖和2016年马丁伍德爵士中国物理科学奖。2020年获得国家杰出青年科学基金资助。

 

代表性论文及专利


 [1]  J. P. Sun, Y. Y. Jiao, C. J. Yi, S. E. Dissanayake, M. Matsuda, Y. Uwatoko, Y. G. Shi, Y. Q. Li, Z. Fang, and J.-G. Cheng*; “Magnetic competition induced colossal magnetoresistance in n-type HgCr2Se4 under high pressures”, Physical Review Letters (2019) 123, 047201.



[2] J. P. Sun, P. Shahi, H. X. Zhou, Y. L. Huang, K. Y. Chen, B. S. Wang, S. L. Ni, N. N. Li, K. Zhang, W. G. Yang, Y. Uwatoko, G. Xing, J. Sun, D. J. Singh, K. Jin, F. Zhou, G. M. Zhang, X. L. Dong*, Z. X. Zhao, and J.-G. Cheng*; "Reemergence of high-Tc superconductivity in the (Li1-xFex)OHFe1-ySe under high pressure"; Nature Communications (2018) 9, 380.



[3] J. P. Sun, G. Z. Ye, P. Shahi, J.-Q. Yan, K. Matsuura, H. Kontani, G. M. Zhang, Q. Zhou, B. C. Sales, T. Shibauchi, Y. Uwatoko, D. J. Singh*, and J.-G. Cheng*; “High-Tc superconductivity in FeSe at high pressure: Dominant hole carriers and enhanced spin fluctuations”; Physical Review Letters (2017) 118, 147004.



[4] J. P. Sun, K. Matsuura, G. Z. Ye, Y. Mizukami, M. Shimozawa, K. Matsubayashi, M. Yamashita, T. Watashige, S. Kasahara, Y. Matsuda, J.-Q. Yan*, B.C. Sales, Y. Uwatoko, J.-G. Cheng*, and T. Shibauchi*; "Dome-shaped magnetic order competing with high-temperature superconductivity at high pressures in FeSe"; Nature Communications (2016) 7, 12146.



[5] Q. Cui, J.-G. Cheng*, W. Fan, A. E. Taylor, S. Calder, M. A. McGuire, J.-Q. Yan, D. Meyers, X. Li, Y. Q. Cai, Y. Y. Jiao, Y. Choi, D. Haskel, H. Gotou, Y. Uwatoko, J. Chakhalian, A. D. Christianson, S. Yunoki, J. B. Goodenough, and J.-S. Zhou*; "A Slater insulator in iridates perovskites with strong spin-orbit coupling"; Physical Review Letters (2016) 117, 176603. 



[6] J.-G. Cheng*, K. Matsubayashi, W. Wu, J. P. Sun, F. K. Lin, J. L. Luo, and Y. Uwatoko; “Pressure induced superconductivity on the border of magnetic order in MnP”; Physical Review Letters (2015) 114, 117001.



[7] W. Wu, J.-G. Cheng*, K. Matsubayashi, P. P. Kong, F. K. Lin, C. Q. Jin, N. L. Wang, Y. Uwatoko*, and J. L. Luo*; “Superconductivity in the vicinity of antiferromagnetic order in CrAs”; Nature Communications (2014) 5, 5508.



[8] J.-G. Cheng*, J.-S. Zhou, Y.-F. Yang, H. D. Zhou, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, A. MacDonald, and J. B. Goodenough; “Possible Kondo Physics Near a Metal-Insulator Crossover in the A-site Ordered Perovskite CaCu3Ir4O12”; Physical Review Letters (2013) 111, 176403.



[9] J.-G. Cheng, J.-S. Zhou, J. B. Goodenough, H. D. Zhou, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, P. P. Kong, C. Q. Jin, W. G. Yang, and G. Y. Shen; “Pressure Effect on the Structural Transition and Suppression of the High-Spin State in the Triple-Layer T’-La4Ni3O8”; Physical Review Letters (2012) 108, 236403.



[10] J.-G. Cheng, G. Li, L. Balicas, J. S. Zhou, J. B. Goodenough, C. K. Xu, and H. D. Zhou; “High-Pressure Sequence of Ba3NiSb2O9 Structural Phases: New S = 1 Quantum Spin Liquids Based on Ni2+”; Physical Review Letters (2011) 107, 197204.

 

目前的研究课题及展望


探索具有奇异物理性质的新材料体系是推动凝聚态物理发展的强大动力。在这方面,高压技术具有独特的、不可取代的地位,在现代凝聚态物理的研究中正发挥越来越重要的作用。作为与温度同等重要的热力学参量,高压可以在很大程度上决定许多固态反应的方向和速率,在高温高压条件下能够合成出许多常压条件下不存在的新型材料体系。通过施加高压还可以改变决定材料物性非常关键的参数---原子间距离,从而可以精确的调控物性;将超高静水压和极低温、强磁场等极端条件结合在一起,可以探索材料在这些极端条件下的响应,能够揭示出许多奇特并且具有潜在应用价值的物理现象。已建立起集高压材料合成与高压物性表征于一体的极端条件实验室,可以开展综合极端条件下的新材料和物理现象探索。

培养研究生情况


已毕业硕士生2名、博士生5名,出站博士后2名。在读博士研究生8名。

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