鲁年鹏

简介


2014年于中国科学院物理研究所获博士学位, 随后在清华大学物理系从事博士后研究工作。2018年8月加入中国科学院物理研究所,在表面物理国家重点实验室SF03组工作, 任特聘研究员, 博士生导师。近期在功能性过渡金属氧化物物相和物性调控方面取得一系列重要进展,在Nature,Nature Commun.,Adv. Mater., JPCM等学术期刊上发表多篇研究论文及综述。另外申请PCT国际专利5项,并获得 “彭桓武博士后”奖学金和“清华大学优秀博士后”。

主要研究方向


功能性过渡金属氧化物的新材料制备、新型量子调控、功能特性研究及模型器件的构建

复杂过渡金属氧化物,虽然结构非常简单,但由于电荷、晶格、轨道和自旋等自由度之间的强关联效应,从而展现出丰富的物理特性,如超导、磁阻、铁磁、铁电、多铁等,虽然有大量的工作对这些物性进行研究,但根本上还是想如何实现或调控这些物理特性。在材料制备的基础上,相比于传统采用的掺杂和应力方法,电场控制的离子调控可以实现很大能量尺度的调控,是一个全局的,强有力的且非常有效的调控手段。一方面,其可以控制离子插入和析出,改变材料的晶格结构,得到很多新颖的物相。另一方面,它又可以间接影响到材料的其它粒子、准粒子或者各种自由度的相互作用,从而衍生出很多新奇的物性。将电场控制的离子作为功能单元时,其又在能源存储、能源转换和信息存储等功能特性方面有很多重要的应用。此外,利用电场控制离子调控方法实现的这些有趣的物理特性和功能特性,又可以做成模型器件,为实际应用打下基础。所以此研究方向具有多学科交叉的特点,并有望衍生出很多新的物理,新的材料和功能特性,及新型的实用器件。

过去的主要工作及获得的成果


双离子开关电场调控的三态结构相变及其功能实现[Nature 546, 124 (2017)]; 电场调控氧离子的原位电镜观察及其结构相变[Nature Commun. 8, 104 (2017)]; 氧离子作为栅极实现室温快速磁电耦合[Nature Commun. 8, 3156 (2017)]; 单一固体中大温区恒电阻率的实现[Sci. Rep. 3, 3090 (2013)].
 

代表性论文及专利


1. N.P. Lu, P.F. Zhang, Q.H. Zhang, R.M. Qian, Q. He, H.B. Li, Y.J. Wang, J.W. Guo, D. Zhang, Z. Duan, Z.L. Li, M. Wang, S.Z. Yang, M.Z. Yan, E. Arenholz, S.Y. Zhou, W.L. Yang, L. Gu, C.W. Nan, J. Wu, Y. Tokura and P. Yu.
Electric-field control of tri-state phase transformation with selective dual-ion switch.
Nature 546, 124 (2017).
(News & Views: Functional materials at the flick of a switch. Nature 546, 40 (2017))

2. Q.H. Zhang#, X.He#, J.A. Shi#, N.P. Lu#, H.B. Li, Q. Yu, Z. Zhang, L.Q. Chen, B. Morris, Q. Xu, P. Yu, L. Gu, K.J. Jin and C.W. Nan.
Atomic-resolution imaging of electrically induced oxygen vacancy migration and phase transformation in SrCoO2.5-σ.
Nature Commun. 8, 104 (2017).

3. H.B. Li, N.P. Lu, Q.H. Zhang, Y.J. Wang, D.Q. Feng, Y.J, Shi, W.C. Wang, W.H. Wang, H. Liu, K. Jin, J. Ma, L. Gu, C.W. Nan, P. Yu.
Electric-field control of ferromagnetism through oxygen ion gating.
Nature Commun. 8, 2156 (2017).

4. Z.L. Li, S.C. Shen, Z.J. Tian, K. Hwangbo, M. Wang, Y.J. Wang, F.M. Bartram, L.Q. He, Y.J. Lyu, Y.Q. Dong, G. Wan, H.B. Li, N.P. Lu, J.D. Zang, H. Zhou, E. Arenholz. Q. He, L.Y. Yang, W.D. Luo, P. Yu. 
Reversible manipulation of the magnetic state in SrRuO3 through electric-field controlled proton evolution.

Nature Commun. 11, 184 (2020).

5. D. Zhang, H, Ishizuka, N.P. Lu, Y.J. Wang, N. Nagaosa, P. Yu and Q.K. Xue.
Anomalous Hall effect and spin fluctuations in ionic liquid gated SrCoO3 thin films.
Phys. Rev. B 97, 184433 (2018).

6. D. Zhang, Y.J. Wang, N.P. Lu, X.L. Sui, Y. Xu, P. Yu, Q.K. Xue. 
Origin of the anomalous Hall effect in SrCoO3 thin films
Phys. Rev. B  100, 060403(R) 2019.

7. M. Wang, S.C. Shen, J.Y. Ni, N.P. Lu, Z.L. Li, H.B. Li, S.Z. Yang, T.Z. Chen, J.W. Guo, Y.J. Wang, H.J. Xiang, P. Yu.
Electric-Field Controlled Phase Transformation in WO3 Thin Films through Hydrogen Evolution.
Adv. Mater. 1703628 (2017).

8. M. Wang, X. Sui, Y. Wang, Y.-H. Juan, Y. Lyu, H. Peng, T. Huang, S. Shen, C. Guo, J. Zhang, Z. Li, H.-B. Li, N.P. Lu, A. T. N’Diaye, E. Arenholz, S. Zhou, Q. He, Y.-H. Chu, W. Duan, P. Yu.
Manipulate the Electronic and Magnetic States in NiCo2O4 Films through Electric-Field Induced Protonation at Elevated Temperature.
Adv. Mater. 1900458 (2019).

9. H.B. Li, F. Lou, Y.J. Wang, Y. Zhang, Q.H. Zhang, D. Wu, Z.L. Li, M. Wang, T.T. Huang, Y.J. Lyu, J.W. Guo, T.Z. Chen, Y. Wu, E. Arenholz, N.P. Lu, N.L. Wang, Q. He, L. Gu, J. Zhu, C.W. Nan, X.Y. Zhong, H.J. Xiang, and P. Yu.
Electric Field–Controlled Multistep Proton Evolution in HxSrCoO2.5 with Formation of H–H Dimer.
Adv. Sci. 1901432 (2019).

10. T.T. Huang, Y.J. Wang, H.B. Li, M. Wang, Y.J. Lyu, S.C. Shen, N.P. Lu, Q. He and P. Yu.
Tuning the electronic properties of epitaxial strained CaFeO3-delta thin films,
Appl. Phys. Lett. 114, 221907 (2019).

11. D. Yi#, N.P. Lu#, X.G. Chen, S.C. Shen and P. Yu.
Engineering magnetism at functional oxides interfaces: manganites and beyond (Review article).
J. Phys.: Conden. Matt. 29, 443004 (2017).

12.
N.P. Lu, M. Wang, P. Yu.
Electric-field Control of Ionic Evolution in Complex Oxides (Feature article).
AAPPS Bulletin 28, 16 (2018).

13. N.P. Lu, A.L. Ji, and Z.X. Cao.
Nearly Constant Electrical Resistance over Large Temperature Range in Cu3NMx (M=Cu, Ag, Au) Compounds. 
Sci. Rep. 3, 3090 (2013).

14.
N.P. Lu, T. Xu, Z.X. Cao and A.L. Ji
Ternary Mn3NMn1-xAgx compound filmsof nearly constant electrical resistivity and their magnetic transport behaviour.
J. Phys. D: Appl. Phys.  49, 045308 (2016).

ResearcherID: http://www.researcherid.com/rid/L-8528-2013
 

目前的研究课题及展望


主持或参与中国科学院、国家自然科学基金委等科研项目,开展凝聚态物理和材料科学前沿研究。研究方向聚焦于:1). 氧化物薄膜新材料探索;2). 物态调控新方法及新奇物性探索;3). 新材料及新器件应用探索。

培养研究生情况


每年计划招收硕博连读生或博士生2名,博士后1名,欢迎具有材料、物理等专业背景的考生推免或报考,同时也欢迎有兴趣的本科生加入。

其他联系方式


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