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”获得者(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、自旋电输运材料、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


  • 发现了具有Kagomé准二维晶格和面外长程磁序的新型磁性Weyl半金属门类,首次在Kagomé晶格上发现了磁性Weyl费米子,首次在磁性Weyl半金属中测量到了内禀巨反常霍尔电导及巨反常霍尔角,为高温量子反常霍尔效应(QAHE)的二维铁磁绝缘体提供了理想的本征铁磁(Weyl)体系,将拓扑电子物理与自旋电子学紧密地关联了起来。
  • 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空间。
  • 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。
  • 已在Nature Physics、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1700余次,他引1400余次。其中,Nature Physics论文发现了具有kagome晶格的磁性拓扑Weyl半金属,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


  1. 1. Giant anomalous Hall effect in a ferromagnetic kagome-lattice semimetal.
    Enke Liu*,  Yan Sun,  Nitesh Kumar,  Lukas Muechler,  Aili Sun,  Lin Jiao,  Shuo-Ying Yang, Defa Liu, Aiji Liang,  Qiunan Xu,  Johannes Kroder,  Vicky Süß,  Horst Borrmann,  Chandra Shekhar, Zhaosheng Wang,  Chuanying Xi,  Wenhong Wang,  Walter Schnelle,  Steffen Wirth,  Yulin Chen,  Sebastian T. B. Goennenwein &  Claudia Felser
    Nature Physics 14 (2018) 1125-1131. 
  2. 2. Topological surface Fermi arcs in the magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2.
    Qiunan Xu, Enke Liu, Wujun Shi, Lukas Muechler, Jacob Gayles, Claudia Felser, and Yan Sun
    Physical Review B 97 (2018) 235416.
  3. 3. Stable magnetostructural coupling with tunable magnetoresponsive effects in hexagonal ferromagnets.
    Enke Liu, Wenhong Wang, Lin Feng, Wei Zhu, Guijiang Li, Jinglan Chen, Hongwei Zhang, Guangheng Wu, Chengbao Jiang, Huibin Xu, and Frank de Boer
    Nature Communications 3 (2012) 873. 
  4. 4. Unprecedentedly Wide Curie-Temperature Windows as Phase-Transition Design Platform for Tunable Magneto-Multifunctional Materials.
    Zhiyang Wei, Enke Liu*, Yong Li,  Guizhou Xu,  Xiaoming Zhang,  Guodong Liu, Xuekui Xi,  Hongwei Zhang,  Wenhong Wang,  Guangheng Wu, and Xixiang Zhang
    Advanced Electronic Materials 7 (2015) 1500076.
  5. 5. Transition from Anomalous Hall Effect to Topological Hall Effect in Hexagonal Non-Collinear Magnet Mn3Ga.
    Zhuhong Liu*, Yajiu Zhang, Guodong Liu, Bei Ding, Enke Liu*, Hasnain Mehdi Jafri, Zhipeng Hou, Wenhong Wang, Xingqiao Ma, and Guangheng Wu 
    Scientific Reports 7 (2017) 515.
  6. 6. Realization of multifunctional shape-memory ferromagnets in all-d-metal Heusler phases.
    Zhiyang Wei, Enke Liu*, Jiahua Chen, Yong Li, Guodong Liu, Hongzhi Luo, Xuekui Xi, Hongwei Zhang, Wenhong Wang, and Guangheng Wu
    Applied Physics Letters 107 (2015) 022406.
  7. 7. Magnetostructural martensitic transformations with large volume changes and magneto-strains in all-d-metal Heusler alloys.
    Zhiyang Wei, Enke Liu*, Yong Li, Xiaolei Han, Zhiwei Du, Hongzhi Luo, Guodong Liu, Xuekui Xi, Hongwei Zhang, Wenhong Wang, and Guangheng Wu
    Applied Physics Letters 109 (2016) 071904.
  8. 8. Windows open for highly tunable magnetostructural phase transitions.
    Yong Li, Zhiyang Wei, Hongguo Zhang, Enke Liu*, Hongzhi Luo, Guodong Liu, Xuekui Xi, Shouguo Wang, Wenhong Wang, Ming Yue, Guangheng Wu, and Xixiang Zhang
    APL Materials 4 (2016) 071101. 
  9. 9. A coupling of martensitic and metamagnetic transitions with collective magneto-volume and table-like magnetocaloric effects.
    Enke Liu, Zhiyang Wei, Yong Li, Guodong Liu, Hongzhi Luo, Wenhong Wang, Hongwei Zhang, and Guangheng Wu
    Applied Physics Letters 105 (2014) 062401.
  10. 10. Giant magnetocaloric effect in isostructural MnNiGe-CoNiGe system by establishing a Curie-temperature window.
    Enke Liu, Hongguo Zhang, Guizhou Xu, Xiaoming Zhang, Ruisong Ma, Wenhong Wang, Jinglan Chen, Hongwei Zhang, Guangheng Wu, Lin Feng, and Xixiang Zhang
    Applied Physics Letters 102 (2013) 122405.
  11. 11. Vacancy-tuned paramagnetic/ferromagnetic martensitic transformation in Mn-poor Mn1-xCoGe alloys.
    Enke Liu, Wei Zhu, Lin Feng, Jinglan Chen, Wenhong Wang, Guangheng Wu, Heyan Liu, Fanbin Meng, Hongzhi Luo, and Yiangxian Li
    Europhysics Letters 91 (2010) 17003 
  12. 12. Coherent tunneling and giant tunneling magnetoresistance in Co2FeAl/MgO/CoFe magnetic tunneling junctions.
    Wenhong Wang, Enke Liu, M. Kodzuka, H. Sukegawa, M. Wojcik, E. Jedryka, Guangheng Wu, K. Inomata, S. Mitani, K. Hono
    Physical Review B 81(R) (2010) 140402
  13. 13. A Centrosymmetric Hexagonal Magnet with Superstable Biskyrmion Magnetic Nanodomains in a Wide Temperature Range of 100–340 K.
    Wenhong Wang, Ying Zhang, Guizhou Xu, Licong Peng, Bei Ding, Yue Wang, Zhipeng Hou, Xiaoming Zhang, Xiyang Li,  Enke Liu, Shouguo Wang, Jianwang Cai, Fangwei Wang, Jianqi Li, Fengxia Hu, Guangheng Wu, Baogen Shen, XiXiang Zhang.
    Advanced Materials 28 (2016) 6887
  14. 14. Observation of Various and Spontaneous Magnetic Skyrmionic Bubbles at Room Temperature in a Frustrated Kagome Magnet with Uniaxial Magnetic Anisotropy.
    Zhipeng Hou, Weijun Ren, Bei Ding, Guizhou Xu, Yue Wang, Bing Yang, Qiang Zhang, Ying Zhang, Enke Liu, Feng Xu, Wenhong Wang  Guangheng Wu  Xixiang Zhang  Baogen Shen  Zhidong Zhang.
    Advanced Materials 30 (2018) 1706306
  15. 15. Electric Field Control of the Magnetocaloric Effect.
    Yuanyuan Gong, Dunhui Wang, Qingqi Cao, Enke Liu, Jian Liu, Youwei Du.
    Advanced Materials 27 (2014) 801
  16. 16. Outstanding Comprehensive Performance of La(Fe,Si)13Hy/In Composite with Durable Service Life for Magnetic Refrigeration.
    Yixu Wang,  Hu Zhang,  Enke Liu,  Xichun Zhong, Kun Tao, Meiling Wu, Chengfen Xing, Yaning Xiao, Jian Liu, Yi Long.
    Advanced Electronic Materials (2018) 1700636.

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。

其他联系方式


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