郭建东

简介


1996年在中国科技大学物理系取得学士学位,2001年于中国科学院物理研究所取得博士学位。随后赴美国田纳西大学做博士后。2005年入选中国科学院“百人计划”回国,现任物理所研究员、博士生导师、课题组长、表面物理国家重点实验室主任;中国科学院大学物理系主任;中国物理学会表面界面专业委员会主任;中国真空学会常务理事。

主要研究方向


新型量子材料低维结构的精确控制生长及其量子现象的人工调控。基于固体能带理论发明的晶体管奠定了当代微电子工业的科技基础,引领人类进入了信息时代。微电子工业的持续发展依赖于原子级精度的高质量半导体人工低维结构的设计和制作,如今为了获得功能更加强大的电子器件,人们已经将目光投向了物性更加丰富的复杂材料异质结构。从基础研究的层面而言,其核心课题就是要在可控制备新型低维量子结构的基础上,探索新奇的量子现象与量子物态,并提出相应的测控方法。这个方向已经逐渐成为凝聚态物理研究的前沿热点领域之一。

      面向未来更低能耗、更高效、更安全电子器件的发展,我们团队以复杂材料的表面界面体系为突破口,开展新型低维量子结构和奇异量子现象及其调控方法与规律的研究。表面物理基础研究的方法与成果将帮助我们深刻理解材料的微观结构及其演化规律,进而能够有效控制其生长热力学和动力学过程,在原子尺度上设计、构造复杂功能材料低维结构;我们还将发展先进的高分辨率电子谱学分析技术,研究低维体系中多种电子自由度的人工调控方法。目标是为新概念电子器件的研发打下坚实的材料和物理基础。
 

过去的主要工作及获得的成果


长期从事表面物理的实验研究,针对新型低维量子结构的设计、制备与调控问题,自主研发了多种独特的仪器方法,并取得了一系列原创性的成果:1)发展了高质量金属半导体界面的可控制备及其原位微观观测技术,阐明了低维金属体系固有的不稳定性及其对体系物性的影响规律;2)发展了复杂功能材料表面电子-声子耦合的详细解析方法,从稳态结构和晶格动力学两个层面阐明了复杂体系微观结构与电子学特性的关联机理;3)研制出能量、动量二维解析的高分辨率电子能量损失谱仪,推动了对量子材料晶格与电子相互作用及其集体激发特性理解的深入;4)发展了复杂氧化物薄膜外延生长原位、实时的监测与原子尺度精确控制方法,实现了对材料介电、铁电、磁性等功能的可靠调控。在Science/PNAS/PRL/JACS/Nano Lett.等杂志上发表SCI论文80余篇;多次受邀在重要学术会议上做邀请报告。

代表性论文及专利


  1. Xun Jia, Shuyuan Zhang, Raman Sankar, Fang-Cheng Chou, Weihua Wang, K. Kempa, E. W. Plummer, Jiandi Zhang, Xuetao Zhu, Jiandong Guo, Anomalous Acoustic Plasmon Mode from Topologically Protected States, Phys. Rev. Lett. 119, 136805 (2017).
  2. Xiaochun Huang, Jiaqi Guan, Bing Liu, Shuya Xing, Weihua Wang, and Jiandong Guo, Epitaxial Growth and Band Structure of Te Film on Graphene, Nano Letters 17(8), 4619 (2017). http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.7b01029
  3. Xuetao Zhu, Jiandong Guo, Jiandi Zhang, and E. W. Plummer, Misconceptions associated with the Origin of Charge Density Waves, Advances in Physics: X 2 (3), 622 (2017).
  4. Shuyuan Zhang, Jiaqi Guan, Xun Jia, Bing Liu, Weihua Wang, Fangsen Li, Lili Wang, Xucun Ma, Qikun Xue, Jiandi Zhang, E. W. Plummer, Xuetao Zhu, and Jiandong Guo, The Role of SrTiO3 Phonon Penetrating into Thin FeSe Films in the Enhancement of Superconductivity, Phys. Rev. B 94, 081116R (2016).
  5. Xuetao Zhu, Yanwei Cao, Jiandi Zhang, E. W. Plummer, and Jiandong Guo, Classification of Charge Density Waves Based on Their Nature, Proc. Nat. Acad. Sci. 112, 2367 (2015).
  6. Zhiming Wang, Fengmiao Li, Sheng Meng, Jiandi Zhang, E. W. Plummer, Ulrike Diebold, and Jiandong Guo, Strain-Induced Defect Superstructure on the SrTiO3(110) Surface, Phys. Rev. Lett. 111, 056101 (2013).
  7. Fengmiao Li, Zhiming Wang, Sheng Meng, Yongbao Sun, Jinlong Yang, Qinlin Guo, and Jiandong Guo, Reversible Transition Between Thermodynamically Stable Phases with Low Density of Oxygen Vacancies on SrTiO3(110) Surface, Phys. Rev. Lett. 107, 036103 (2011).
  8. Zhiming Wang, Fang Yang, Zhiqiang Zhang, Yuanyuan Tang, Jiagui Feng, Kehui Wu, Qinlin Guo, and Jiandong Guo, Evolution of the surface structures on SrTiO3(110) tuned by Ti or Sr concentration, Phys. Rev. B 83, 155453 (2011).
  9. Huajun Qin, Junren Shi, Yanwei Cao, Kehui Wu, Jiandi Zhang, E. W. Plummer, J. Wen, Z. J. Xu, G. D. Gu, and Jiandong Guo, Direct Determination of Electron-Phonon Coupling Matrix Element in a Correlated System, Phys. Rev. Lett. 105, 256402 (2010).
  10. C. González, Jiandong Guo, J. Ortega, F. Flores, and H. H. Weitering, Mechanism of the band gap opening across the order-disorder transition of Si(111)4´1-In, Phys. Rev. Lett. 102, 115501 (2009).
  11. R. G. Moore, Jiandi Zhang, V. B. Nascimento, R. Jin, Jiandong Guo, G. T. Wang, Z. Fang, D. Mandrus, and E. W. Plummer, A surface-tailored, Purely electronic, Mott metal-insulator transition, Science 318, 615 (2007).
  12. Geunseop Lee, Jiandong Guo, and E. W. Plummer, Real-space observation of nanoscale inhomogeneities and fluctuations in a phase transition of a surface quasi-one-dimensional system: In/Si(111), Phys. Rev. Lett. 95, 116103 (2005).
  13. Jiandong Guo, Geunseop Lee, and E. W. Plummer, Intertwined electronic and structural phase transitions in In/Si interface, Phys. Rev. Lett. 95, 046102 (2005).
  14. Jiandong Guo, Junren Shi, and E. W. Plummer, A low temperature disordered phase of a-Pb/Ge(111), Phys. Rev. Lett. 94, 036105 (2005).
  15. Jiandong Guo, Chunlei Yang, Z. M. Li, Ming Bai, H. J. Liu, G. D. Li, E. G. Wang, C. T. Chan, Z. K. Tang, W. K. Ge, and Xudong Xiao, Efficient visible photoluminescence from metallic carbon nanotubes in zeolite templates, Phys. Rev. Lett. 93, 017402 (2004).

目前的研究课题及展望


  目前主持国家重点研发计划“量子调控”项目、基金委重点项目、科学院重大仪器研制项目等科研任务。计划每年招收直博生或硕博连读生2-3名。

培养研究生情况


已毕业博士研究生15名;在读博士研究生5名,硕士研究生3名。

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