刘广同

简介


2001年毕业于哈尔滨工业大学;2006年获中科院物理所理学博士学位; 2006年6月-2008年3月在国家纳米科学中心从事博士后研究,合作导师为解思深院士,主要从事碳纳米管的生长与物性研究。2009年至2010年分别在Princeton大学和Rice大学做博士后研究,合作导师为崔琦先生(D. C. Tsui)和杜瑞瑞教授(Rui-Rui Du),主要从事分数量子霍尔效应研究。现任中科院物理研究所研究员,博士生导师。

主要研究方向


高迁移率二维系统中量子霍尔效应研究;以及低维体系的量子调控与量子输运性质研究。

过去的主要工作及获得的成果


  1. 在较低浓度的宽量子阱(50nm)二维电子体系中,在5/2 填充因子处率先观察到理论预期的由于较小的塞曼作用而导致的系统基态由Skyrmion 自旋织构到分数量子霍尔态演化。具体表现为5/2 态的磁阻随面内磁场的增加而显著增强的现象。同时这也表明真正的5/2 分数量子霍尔态是自旋极化的,符合对能够激发非阿贝尔任意子的Moore-Read 态的预期。我们的结果对寻求基于分数量子霍尔体系的拓扑量子计算研究具有重要的促进作用。相关结果参见Phys. Rev. Lett.108, 196805 (2012)。
  2. 利用自主生长的高迁移率二维电子样品,成功制备出基于量子霍尔边缘态的Fabry-Perot干涉器。在低温强磁场下,在整数填充态观测到了由于电子之间的库仑阻塞作用引起的干涉行为。为下一步利用Fabry-Perot干涉器研究5/2分数态的统计性质打下了坚实基础。相关结果参见Chin. Phys. Lett. 34, 067301 (2017)
  3. 近三年来,在薄层过渡金属二硫化物的合成与物性测量上,取得了系列重要进展。1)在薄层样品生长上,与合作者一起发展并完善了一种普适性的熔融盐辅助化学气相沉积策略,系统地合成47种过渡金属硫属化合物,涉及到12种过渡金属和3种硫族元素。相关结果发表在Nature 556, 335 (2018)上。2)低温物性测量上,首次在少层1Td-MoTe2中发现了一种由非对称性的自旋轨道耦合作用导致的新型超导机制。这对于理解当前过渡硫族材料的新奇物性(包括超导电性与非线性霍尔效应)具有参考意义。相关结果发表在Nature Communications 10, 2044 (2019)上。

代表性论文及专利


  1. 李沛岭, 崔健, 周家东, 王鸿, 刘政, 屈凡明, 杨昌黎, 景秀年, 吕力, 刘广同*. 二维过渡金属硫族化合物的研究进展,《科学通报》(邀请综述)65, 1-1 (2020).
  2. P. L. Li, J. Cui, J. D. Zhou*, D. Guo, Z. Z. Zhao, J. Yi, J. Fan, Z. Q. Ji, X. N. Jing, F. M. Qu, C. L. Yang, J. H. Lin*, Z. Liu*, and G. T. Liu*. Phase evolution and superconductivity enhancement in Se-substituted MoTe2 thin films. Advanced Materials 1904641(2019).
  3. X. W. Huang, X.-X. Liu, P. Yu, P. L. Li, J. Cui, J. Yi, J.-B. Deng, J. Fan, Z. Q. Ji, F. M. Qu, X. N. Jing, C. L. Yang, L. Lu, Z. Liu*, and G. T. Liu*. Magneto-transport and Shubnikov-de Haas oscillations in the type-II Weyl semimetal candidate NbIrTe4 flake. Chin. Phys. Lett. 36, 077101 (2019).
  4. Z. Y. Liu, W. Wu*, Z. Z. Zhao, H. C. Zhao, J. Cui, P. F. Shan, J. H. Zhang, C. L. Yang, P. J. Sun, Y. Wei, S. L. Li, J. G. Zhao, Y. Sui, J. G. Cheng, Li Lu, J. L. Luo*, and G. T. Liu*. Superconductivity in the WP single crystals. Phys. Rev. B 99, 184509 (2019).
  5. J. Cui, P. L. Li, J. D. Zhou, X. W. Huang, J. Yi, J. Fan, Z. Q. Ji, X. N. Jing, F. M. Qu, Z. G. Cheng, C. L. Yang, Li Lu, K. Suenaga, J. H. Lin*, Z. Liu* and G. T. Liu*. Transport evidence of asymmetric spin-orbit coupling in few-layer 1Td-MoTe2. Nature Communications 10, 2044 (2019).
  6. J. D. Zhou, J. H. Lin*, X. W. Huang, Y. Zhou, Y. Chen, J. Xia, H. Wang, Y. Xie, H. M. Yu, J. C. Lei, D. Wu, F. C. Liu, Q. D. Fu, Q. S. Zeng, C. H. Hsu, C. L. Yang, Li Lu, T. Yu, Z. X. Shen, H. Lin, B. I. Yakobson, Q. Liu, K. Suenaga, G. T. Liu* and Z. Liu*. A library of atomically thin metal chalcogenides. Nature, 556, 335 (2018). 
  7. H. Wang, X. W. Huang, J. H. Lin*, J. Cui, Y. Chen, C. Zhu, F. C. Liu, Q. S. Zeng, J. D. Zhou, P. Yu, X. W. Wang, H. Y. He, S. H. Tsang, W. B. Gao, K. Suenaga, F. C. Ma, C. L. Yang, L. Lu, T. Yu, E. H. T. Teo, G. T. Liu*, and  Z. Liu*.High-quality monolayer superconductor NbSe2 grown by chemical vapor deposition. Nature Communications, 8,394 (2017).
  8. J. D. Zhou, F. C. Liu, J. H. Lin*, X. W. Huang, J. Xia, B. W. Zhang, Q. S. Zeng, H. Wang, C. Zhu, L. Niu, X. W. Wang, W. Fu, P. Yu, T.-R. Chang, C.-H. Hsu, D. Wu, H.-T. Jeng, Y. Z. Huang, H. Lin, Z. X. Shen, C. L. Yang, L. Lu, K. Suenaga, W. Zhou, S. T. Pantelides, G. T. Liu,* and Zheng Liu*. Large-Area and High-Quality 2D Transition Metal Telluride. Adv. Mater. 29, 1603471 (2017).
  9. Y. Y. Zhu, M. M. Bai, S. Y. Zheng, J. Fan, X. N. Jing, Z. Q. Ji, C. L. Yang, G. T. Liu*, L. Lu. Coulomb-Dominated Oscillations in Fabry–Perot Quantum Hall Interferometers. Chin. Phys. Lett. 34, 067301 (2017). 
  10. Guangtong Liu, Chi Zhang, D. C. Tsui, Ivan Knez, Aaron Levine, R. R. Du, L. N. Pfeiffer, and K. W. West. Enhancement of the ν=5/2 Fractional Quantum Hall State in a Small In-Plane Magnetic Field. Phys. Rev. Lett. 108, 196805, (2012).

目前的研究课题及展望


借助微纳加工手段制备新型量子器件,利用低温输运手段对少层过渡硫族材料中的二维超导及磁性开展研究,揭示其物理机制。

培养研究生情况


已培养1名博士和1名硕士(联合指导)。目前有2名博士生和1名硕士生在读。拟每年招收硕博连读生或博士生1-2名,欢迎具有物理或材料专业背景的同学报考。

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Email:gtliu@iphy.ac.cn

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