杜世萱

简介


女,1992年北京大学化学系本科毕业,2002年获北京师范大学化学系固体物理与化学专业博士学位。2002年加入中科院物理所纳米物理与器件实验室工作,其间(2003年至2004年),曾赴美国橡树岭国家实验室访问研究。现任中科院物理所研究员,博士生导师。是“国家杰出青年基金”获得者,入选国家百千万人才工程,荣获“中国青年女科学家奖”(2013)、“谢希德”物理奖(2019),作为主要完成人获得2013年度“中国科学院杰出科技成就奖”等。相关成果入选中国科学院十大重大创新成果等。

主要研究方向


低维材料生长机制及结构与物性调控的第一性原理计算。通过计算和模拟等手段,利用自行搭建的计算机群以及大规模并行计算机,开展功能分子在金属、半导体等表面的组装结构、生长机制、分子-基底相互作用,以及单分子物性等方面的研究,探索低维纳米体系的物理规律,预测材料的结构和物理性质,以及结构与物性之间的关联,为新型低维纳米材料的开发和应用、结构与物性的调控等提供科学的依据。主要研究方向有: 1、固体表面纳米结构的组装机制及其物理化学性质;2、新型低维量子体系的理论设计与物性研究;3、低维纳米结构及其器件构造机制与物性。

过去的主要工作及获得的成果


主要成果包括低维功能纳米结构原子尺度的可控生长机制,以及在单电子、单自旋水平上研究低维功能纳米结构及其新奇物性的调控等。多项工作被选为Phys. Rev. Lett.的“编辑推荐”文章。近年来的代表性成果有:1、理论计算与实验相结合实现了原子级精准石墨烯“折纸术”,构筑堆叠角度精确可调的旋转堆垛双层石墨烯纳米结构(Science,2019);2、理论计算与实验相结合实现了单分子电子输运通道调控,获得极高的巨磁阻效应(Nat. Commun. 2019);3、理论上提出了表面非对称吸附可诱导有机分子的非对称活化,并得到实验验证(Nat. Comm. 2018);4、理论计算揭示了实验上获得的“自然图案化”二维原子晶体材料的形成机制(Nat. Mater. 2017);5、理论计算揭示了朗德g因子在原子尺度空间分辨及其空间分布不同的物理起源(Phys. Rev. Lett. Cover Story,2015);6、理论上提出了Si吸附诱导缺陷的Si插层石墨烯机制,并得到了实验验证;将该机制推广到了其他异质元素插层,实验上也验证了这一机制的普适性(J. Am. Chem. Soc. 2015;Adv. Mater. 2018);7、理论计算揭示了实验上观察到的Ru基底上硅从鱼骨结构向硅烯结构演化的物理机制(Nano Lett. 2017)等;8、理论预测并揭示了功能纳米结构的可控选择性组装(Phys. Rev. Lett. 2006)。石墨烯“折纸术”工作被Phys. World和Phys. Org. 亮点报道,称“Graphene origami reaches quantum precision”。关于"自然图案化"二维材料的工作被APS、IEEE、AVS以及AAAS会士、国际知名学者、美国伊利诺伊大学教授Joseph W. Lyding给予了高度评价。部分研究成果还被美国物理学会 Physics、英国物理学会physicsworld和英国皇家化学会Nature-Asia Materials和nanotechweb.org等进行了亮点报道。

代表性论文及专利


杜世萱博士共发表SCI学术论文180余篇,包括3篇 Science、4篇 Nature子刊、7篇 Phys. Rev. Lett.、6篇 J. Am. Chem. Soc.、9篇 Adv. Mater.、12篇 Nano Lett.。受邀在Chem. Soc. Rev.、Small、《物理学进展》等杂志撰写综述文章。。

目前的研究课题及展望


国家重点研发计划“纳米科技”重点专项“半导体二维原子晶体材料的制备与器件特性”的首席科学家(2016-2021);中科院国际大科学计划培育专项”二维原子晶体材料国际研发计划”的首席科学家(2017-2021);中科院“功能导向的原子制造前沿科学问题”先导B专项项目负责人(2018-2023);国家自然科学基金委“低维信息器件”基础科学中心成员(2019-2024);中国科学院 “卢嘉锡国际团队”负责人(2020-2024)等。

培养研究生情况


已培养/协助培养博士研究生40余名,学生先后中国科学院院长特别奖、国家奖学金等。拟每年招收1~2名硕博连读生。

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