刘恩克

简介


男,1980年生。2012年毕业于中科院物理所,获凝聚态物理(磁学)博士学位,并留所于磁学国家重点实验室工作。2013年入选中科院“青年创新促进会”,2015年任中科院物理所副研究员。2016年3月-2018年2月,作为“洪堡学者”赴德国Dresden马普固体化学物理所及Halle马普微结构物理所访问研究,合作导师Claudia Felser教授和Stuart Parkin教授。国家优秀青年科学基金(2017)、中科院“青促会”优秀会员基金(2017)获得者。现任中科院物理所博士生导师。

主要研究方向


磁学与磁性功能新材料,包括磁相变智能材料、自旋输运材料、单自旋半金属(Half-metal)、磁性拓扑半金属(Semi-metal)等。借助第一性原理计算、多晶制备、单晶生长等手段,在Heusler合金、MMX合金、d-metal合金、Shandite化合物等体系中,研究磁场驱动马氏体相变、多卡热效应、高自旋极化、磁性拓扑输运、反常霍尔效应、自旋玻璃、应变玻璃、磁交换偏置等物理行为,以及磁性相变与结构相变的耦合,共价杂化与磁性的竞争,温度、脉冲磁场、等静压条件下的磁相变及电输运等物理行为。

过去的主要工作及获得的成果


  • 发现了六角型MMX合金的“居里温度窗口”效应,提出了磁相变设计的“等结构合金化”方法,在400 K宽温域内获得了连续可调的磁驱相变和巨磁热效应。该方法已成为磁相变领域同步调控相变温度和磁结构的有效方法。此研究已成为国家自然科学二等奖的代表性成果之一。
  • 基于d-d 弱共价杂化的成键特征,提出并实现了新一类具有潜在丰富物性的“all-d-metal合金”家族,打破了Heusler型有序金属间化合物成相规律的认识,并开发出具有中国自主知识产权的新型高强韧磁场驱动磁相变材料。该工作为磁相变领域开拓了新的研究方向。
  • 基于MMX合金及all-d-metal合金的磁相变行为,开展了等静压、单轴应力、脉冲强磁场条件下的磁性马氏体结构相变、压热效应(Baro-caloric)、弹热效应(Elasto-caloric)、磁热效应(Magneto-caloric)等内容的系列研究,观察到了两类合金所具有的多场驱动相变、多卡热效应。
  • 发现了具有Kagomé准二维晶格和面外磁矩的新一类磁性Weyl半金属,观察到了Weyl相关的Berry curvature所主导的内禀大反常霍尔效应及巨反常霍尔角,为新型自旋电子材料的设计提供了重要思路,并为量子反常霍尔效应(QAHE)二维铁磁绝缘体提供了理想的本征铁磁(Weyl)体系。
  • 已在Nature Communications、Advanced Materials、Physical Review B、Applied Physics Letters等国际期刊上发表SCI论文100余篇,文章总引1500余次,他引1200余次。其中Nature Commun论文入选ESI高被引论文目录(物理学科,Top1%)。申请国家发明专利4项、国际发明专利3项。在国际学术会议及科研机构做邀请报告10余次。研究成果曾获中科院“院长奖学金特别奖”(2012)、中科院“百篇优秀博士学位论文奖”(2013)、国家自然科学奖二等奖(2017)等奖项。

代表性论文及专利



部分论文:

  1. E. K. Liu,et al.,Stable magnetostructural coupling with tunable magnetoresponsive effects in hexagonal ferromagnets,Nature Communications 3 (2012) 873.
  2. Z. Y. Wei,E. K. Liu*,et al.,Unprecedentedly Wide Curie-Temperature Windows as Phase-Transition Design Platform for Tunable Magneto-Multifunctional Materials,Advanced Electronic Materials 7 (2015) 1500076.
  3. Z. Y. Wei,E. K. Liu*,et al.,Realization of multifunctional shape-memory ferromagnets in all-d-metal Heusler phases,Applied Physics Letters 107 (2015) 022406.
  4. Z. Y. Wei,E. K. Liu*,et al.,Magnetostructural martensitic transformations with large volume changes and magneto-strains in all-d-metal Heusler alloys,Applied Physics Letters 109 (2016) 071904.
  5. Y. Li,Z. Y. Wei,H. G. Zhang,E. K. Liu*,et al.,Windows open for highly tunable magnetostructural phase transitions,APL Materials 4 (2016) 071101.
  6. Z. H. Liu*, Y. J. Zhang, G. D. Liu, B. Ding, E. K. Liu*, et al.,Transition from Anomalous Hall Effect to Topological Hall Effect in Hexagonal Non-Collinear Magnet Mn3Ga,Scientific Reports 7 (2017) 515.

 部分专利:
  1. 刘恩克 等,Magnetic Phase-Transformation Material,2016.9.5,美国/欧盟/日本/中国专利。

目前的研究课题及展望


目前承担中科院“青促会”人才基金,国家基金委优青、重点、国际合作基金,科技部重点研发项目。以理论预测+实验探索为研究方式,坚持磁性功能新材料的设计和实现,并研究其奇异物理行为。于物理与材料的结合部,探索新奇,发现规律。

培养研究生情况


已协助培养硕博研究生多名,每年拟招收硕博连读生或博士研究生1~2人,欢迎具有物理或材料背景的学生联系报考。欢迎相关专业背景的博士后加盟。

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