任治安

简介


男,1999年中国科学技术大学物理系本科毕业,2004年中国科学院物理研究所获博士学位。2005-2007年在日本Aoyama-Gakuin University 做博士后研究。现任中国科学院物理研究所研究员,中国科学院大学岗位教授,博士生导师,超导室SC10课题组长。荣获2008年物理所“科技新人奖”、2009年中国科学院“卢嘉锡青年人才奖”、2009年求是基金会“求是杰出科技成就集体奖”、2012年中国物理学会“最有影响论文奖”特等奖,中国科学院青年创新促进会优秀会员等。

主要研究方向


超导是凝聚态物理中最奇特的一种宏观量子现象,被誉为20世纪最伟大的科学发现之一。超导体具有的零电阻效应、迈斯纳效应、约瑟夫森效应等独特性质,在强磁场技术、电力工业、交通、通讯、医疗、能源、量子计算等诸多领域具有广阔的应用前景,发现实用化的室温超导材料将带来一场新的工业技术革命。研究方向包括:



1. 新型高温超导体以至室温超导体的探索研究;

2. 物质的组成、晶格结构、电磁热输运性质、电子能带结构等与超导物理的相关规律研究;

3. 高质量新型超导单晶的生长及相关物理问题研究;

4. 下一代高场超导磁体关键超导材料的制备与应用开发研究。

 


过去的主要工作及获得的成果


坚持新型高温超导材料探索研究,创造了铁基高温超导中55K的最高Tc世界记录,发现硼掺杂碳化硅新超导体(B-doped SiC),发现氟掺杂的镨系、钕系铁基高温超导体(PrFeAsO1-xFx、NdFeAsO1-xFx)并首次将铁基的Tc提高到50K以上,发现氧缺位诱发的十种新铁基超导体RFeAsO1-x(稀土元素R 为 La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Y),发现了系列Cr/Mo基超导体等三十多种新超导体。发表科研论文150多篇,(有6 篇第一/通讯作者论文引用过百次,最高单篇被引用1500多次)。国际期刊《New Journal of Physics》关于铁基超导特刊的客座编辑,《科学通报》优秀编委。





发现的一些超导材料:

发现硼掺杂碳化硅新超导体(B-doped SiC),Tc ~ 1.4 K 。

发现新型铁基超导体PrFeAsO1-xFx,Tc ~ 52 K,是世界上第一个Tc 高于50 K的铁基超导体。

发现新型铁基超导体NdFeAsO1-xFx,Tc ~ 52 K。

制备出起始Tc ~ 55 K,零电阻54 K 的铁基超导体SmFeAsO1-xFx,是铁基体超导最高Tc 世界记录。

发现10种无F掺杂的、氧缺位诱导的新型铁基超导体RFeAsO1-x(稀土元素R 为 La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Y等),最高Tc ~ 55 K,是世界上首次获得氧缺位型铁基超导体。

发现Ru系的 LaRu2As2 超导体, Tc ~ 7.8 K,是此结构中非铁基的最高Tc

发现铁基CaFe2As2非掺杂母体单晶淬火后超导,Tc ~ 25 K。

发现Pd系的 BaPd2As2 超导体, Tc ~ 3.8 K。

发现Ir系的BaIr2As2 超导体, Tc ~ 2.8 K。

发现Co2P型的ScRuSi 超导体,Tc ~ 3.1 K。

发现第一个112 型的铁基母体化合物EuFeAs2,通过Eu位掺La超导,Tc ~ 11 K,而Fe位掺Co超导 Tc 达 28 K。

发现首个133型Cr系准一维结构超导体KCr3As3,空气中稳定,Tc ~ 5 K。

发现133型Cr系准一维结构超导体RbCr3As3,Tc ~ 7.3 K。

发现233型Cr系准一维结构超导体Na2Cr3As3,Tc ~ 8.6 K,为目前Cr系超导最高Tc

发现首个MoAs型准一维结构超导体K2Mo3As3,Tc ~ 10.4 K,是第一个T超过10K的准一维超导体。

发现MoAs型准一维结构超导体Rb2Mo3As3,Tc ~ 10.6 K,和Cs2Mo3As3,Tc ~ 11.5 K,是目前T最高的准一维超导体。

发现122结构的LaPd2Bi2 超导体, Tc ~ 2.8 K。

发现具有新型BiCl平面层状结构的超导体Bi3O2S2Cl,Tc ~ 3.5 K。

发现T2相的Mo基超导体Mo5GeB2,Tc ~ 5.8 K。

发现Mo5Si3相的Mo基超导体Mo5Si2As,Tc ~ 7.7 K,和Mo5Si1.5P1.5,T达到 10.8 K。


代表性论文及专利



  1. Bin-Bin Ruan, Jun-Nan Sun, Meng-Hu Zhou, Qing-Song Yang, Ya-Dong Gu, Gen-Fu Chen, Lei Shan, and Zhi-An Ren, Superconductivity Induced by Site-Selective Arsenic Doping in Mo5Si3, Inorganic Chemistry, 10.1021 (2022).

  2. M. H. Zhou, Y. D. Gu, B. B. Ruan, Q. S. Yang, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Synthesis, Crystal Structure and Physical Properties of a Novel Quaternary Selenide Cu6GeWSe8, Journal of Solid State Chemistry, 301, 122357 (2021).

  3. Jia Yu, Tong Liu, BinBin Ruan, Kang Zhao, QingSong Yang, MengHu Zhou, and ZhiAn Ren, Co-Doping Effects on Magnetism and Superconductivity in the 112-Type EuFeAs2 System, Science China-Physics Mechanics & Astronomy, 64, 267411 (2021).

  4. Bin-Bin Ruan, Qing-Song Yang, Meng-Hu Zhou, Gen-Fu Chen, and Zhi-An Ren, Superconductivity in a New T-2-Phase Mo5GeB2, Journal of Alloys and Compounds, 868, 159230 (2021).

  5. K. Zhao, Q. G. Mu, B. B. Ruan, T. Liu, B. J. Pan, M. H. Zhou, S. Zhang, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Synthesis and Superconductivity of a Novel Quasi-One-Dimensional Ternary Molybdenum Pnictide Cs2Mo3As3, APL Materials, 8, 031103031103 (2020).

  6. Xing-Yuan Hou, Fan Zhang, Xin-Hai Tu, Ya-Dong Gu, Meng-Di Zhang, Jing Gong, Yu-Bing Tu, Bao-Tian Wang, Wen-Gang Lv, Hong-Ming Weng, Zhi-An Ren, Gen-Fu Chen, Xiang-De Zhu, Ning Hao, and Lei Shan, Inelastic Electron Tunneling in 2h-TaxNb1-xSe2 Evidenced by Scanning Tunneling Spectroscopy, Physical Review Letters, 124, 106403 (2020).

  7. Bin-Bin Ruan, Kang Zhao, Qing-Ge Mu, Bo-Jin Pan, Tong Liu, Huai-Xin Yang, Jian-Qi Li, Gen-Fu Chen, and Zhi-An Ren, Superconductivity in Bi3O2S2Cl with Bi-Cl Planar Layers, Journal of the American Chemical Society, 1413404-08 (2019).

  8. Qing-Ge Mu, Bin-Bin Ruan, Bo-Jin Pan, Tong Liu, Kang Zhao, Gen-Fu Chen, and Zhi-An Ren, Na-Doping Effects on Structural Evolution and Superconductivity in (K1-xNax)(2)Cr3As3 (x=0-1), Journal of Physics-Condensed Matter, 31, 225701225701 (2019).

  9. Q. M. Liang, T. Liu, C. Y. Xi, Y. Y. Han, G. Mu, L. Pi, Z. A. Ren, and Z. S. Wang, Upper Critical Field and Its Anisotropy in RbCr3As3, Physical Review B, 100, 214512 (2019).

  10. Qing-Ge Mu, Bin-Bin Ruan, Kang Zhao, Bo-Jin Pan, Tong Liu, Lei Shan, Gen-Fu Chen, and Zhi-An Ren, Superconductivity at 10.4 K in a Novel Quasi-One-Dimensional Ternary Molybdenum Pnictide K2Mo3As3, Science Bulletin, 63, 952-56 (2018).

  11. Qing-Ge Mu, Bin-Bin Ruan, Bo-Jin Pan, Tong Liu, Jia Yu, Kang Zhao, Gen-Fu Chen, and Zhi-An Ren, Ion-Exchange Synthesis and Superconductivity at 8.6 K of Na2Cr3As3 with Quasi-One-Dimensional Crystal Structure, Physical Review Materials, 2, 034803 (2018).

  12. Q. G. Mu, B. J. Pan, B. B. Ruan, T. Liu, K. Zhao, L. Shan, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Superconductivity in Lapd2bi2 with CaBe2Ge2-Type Structure, Science China-Physics Mechanics & Astronomy, 61, 127409 (2018).

  13. J. Yu, T. Liu, B. J. Pan, B. B. Ruan, X. C. Wang, Q. G. Mu, K. Zhao, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Discovery of a Novel 112-Type Iron-Pnictide and La-Doping Induced Superconductivity in Eu1 -xLaxFeAs2 (x=0-0.15), Science Bulletin, 62, 218-21 (2017).

  14. X. C. Wang, B. B. Ruan, J. Yu, B. J. Pan, Q. G. Mu, T. Liu, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Superconductivity in the Ternary Iridium-Arsenide BaIr2As2, Superconductor Science & Technology, 30, 035007 (2017).

  15. B. B. Ruan, X. C. Wang, J. Yu, B. J. Pan, Q. G. Mu, T. Liu, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Superconductivity at 3.1k in the Orthorhombic Ternary Silicide ScRuSi, Superconductor Science & Technology, 30, 025008 (2017).

  16. T. Liu, Q. G. Mu, B. J. Pan, J. Yu, B. B. Ruan, K. Zhao, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Superconductivity at 7.3 K in the 133-Type Cr-Based RbCr3As3 Single Crystals, EPL, 120, 27006 (2017).

  17. Qing-Ge Mu, Bin-Bin Ruan, Bo-Jin Pan, Tong Liu, Jia Yu, Kang Zhao, Gen-Fu Chen, and Zhi-An Ren, Superconductivity at 5 K in Quasi-One-Dimensional Cr-Based KCr3As3 Single Crystals, Physical Review B, 96, 140504 (2017).

  18. Q. Guo, B. J. Pan, J. Yu, B. B. Ruan, D. Y. Chen, X. C. Wang, Q. G. Mu, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Superconductivity at 7.8 K in the Ternary LaRu2As2 Compound, Science Bulletin, 61, 921-24 (2016).

  19. D. Y. Chen, J. Yu, B. B. Ruan, Q. Guo, L. Zhang, Q. G. Mu, X. C. Wang, B. J. Pan, G. F. Chen, and Z. A. Ren, Superconductivity in Undoped CaFe2As2 Single Crystals, Chinese Physics Letters, 33, 067402 (2016).

  20. C. T. Chen, C. C. Tsuei, M. B. Ketchen, Z. A. Ren, and Z. X. Zhao, Integer and Half-Integer Flux-Quantum Transitions in a Niobium-Iron Pnictide Loop, Nature Physics, 6, 260-64 (2010).

  21. Z. A. Ren, and Z. X. Zhao, Research and Prospects of Iron-Based Superconductors, Advanced Materials, 21, 4584-92 (2009).

  22. Z. A. Ren, J. Yang, W. Lu, W. Yi, G. C. Che, X. L. Dong, L. L. Sun, and Z. X. Zhao, Superconductivity at 52 K in Iron Based F Doped Layered Quaternary Compound PrO1-xFxFeAs, Materials Research Innovations, 12, 105-06 (2008).

  23. Z. A. Ren, W. Lu, J. Yang, W. Yi, X. L. Shen, Z. C. Li, G. C. Che, X. L. Dong, L. L. Sun, F. Zhou, and Z. X. Zhao, Superconductivity at 55k in Iron-Based F-Doped Layered Quaternary Compound SmO1-xFxFeAs, Chinese Physics Letters, 25, 2215-16 (2008).


目前的研究课题及展望


新型高温超导材料探索研究,国家自然科学基金面上项目,中国科学院下一代高场超导磁体关键科学与技术战略先导专项,科技部“变革性技术关键科学问题”重点专项,中国科学院青年创新促进会优秀会员基金等。


培养研究生情况


已毕业博士研究生8名;拟每年招收硕博研究生、博士后等2-3人。科学探索基于兴趣,欢迎对高温超导材料探索研究等相关方向有兴趣的物理、化学、材料等专业的学生联系报考。

电话:

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