中国科学院金属研究所韩拯

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韩拯研究员，中国科学院金属研究所博导。中组部第11批‘青年##’。2007年7月毕业于吉林大学物理学院核物理专业，获理学学士学位。2010年10月至2013年在法国NEEL研究所获得纳米电子学与纳米科技博士学位。随后作为博士后在美国哥伦比亚大学物理系从事范德华人工异质结构的纳电子器件量子霍尔效应和电子光学等物理性能研究。2015年9月至今，在中国科学学院金属研究所开展新型人工纳米器件的量子输运调控研究工作。目前已在Science、Nature Physics、Nature Materials、Nature Communications等杂志共发表SCI论文30余篇，美国授权专利1项。担任Phys. Rev. Lett.、Nano Lett.、Nanotechnology等多家杂志审稿人。

韩拯
性　别        男        最高学历        博士研究生
职　称        研究员        专家类别        硕士生导师
部　门        沈阳材料科学国家（联合）实验室 磁性材料与磁学研究部
通讯地址        辽宁省沈阳市沈河区文化路72号，中国科学院金属研究所，磁性材料与磁学研究部
邮政编码        110016        电子邮件        zhan@imr.ac.cn
电　话        +86-132-2423-0477        传　真        +86-24-23891320
简历：
　　中国科学院金属研究所， 研究员      14年9月-至今
　　美国哥伦比亚大学，博士后，         14年7月 - 15年8月
　　法国Néel（奈尔）研究所，博士，     10年10月- 13年9月
　　金属研究所(IMR)，硕士，            07年9月- 10年6月
　　吉林大学，本科，                   03年9月- 07年6月
研究领域：
　　目前主要研究新型堆垛结构纳米器件的制备与量子调控。采用范德瓦尔斯堆垛制备方法（目前制备二维平面异质结构的唯一手段），构建层数和层间材料可控、超低缺陷、超高性能的新型人工异质结构二维晶体薄膜器件。此外，结合传统磁性超薄膜（脉冲激光沉积和磁控溅射），制备纳米复合量子器件，并研究其在低温、高场下的电子输运特性。
承担科研项目情况：
　　在二维体系中，超导-金属-绝缘体转变的存在早已被证实。例如，在外延或者溅射生长的超导体薄膜中，随着薄膜厚度的减小，零温物理态由超导转变为绝缘态。由于零温极限下不存在热扰动(传统热力学相变以热扰动为驱动力)，体系的哈密顿量由其它参数(如磁场、电子相互作用等)驱动直 至相变的发生，故而发生“量子相变”。然而，在这个迄今已经研究了数十年的课题中，理论与实验依然存在着核心争议。争议的焦点可以归纳为两大点:1) 是否存在一个普适的转变点。以 M.P.A. Fisher 为代表的玻色库伯对局域理论学派指出，该量子相变存在临界电阻 Rc(=h/4e2)；而以 A.M. Finkelstein 为代表的费米理论学派指出，Rc 并不存在。2) 零温极限下，在超导态转变为绝缘态的过程中，到底有没有一个金属“中间态”。
　　为了解决上述争议，韩拯研究员利用石墨烯为基底，通过电子束纳米制备的方法制备出石墨烯表面点缀的超导锡纳米盘状三角阵列体系。该体系结合了石墨烯的载流子浓度的可调制特性，以及超导近邻效应/约瑟夫森效应，在实验上实现了单个器件中调制零温下的量子基态，直接证明了量子相变下零温“金属中间态”的稳定存在，且证明了量子临界电阻 Rc 并不存在（图1）。该研究在实验上解决了上述争议。此工作的另一个创新点在于,通过调节三角点阵锡之间的距离，发现只要大约 4%的表面比，就可以在石墨烯中实现超导态。换句话说，只需 5 克锡，就可以在 200 平方米的面积上实现二维超导。此研究结果有着广阔应用前景，例如可以用来做超轻质量超导线路。该工作申请人作为第一作者发表在 Nature Physics，并被选为该杂志 2014 年 5 月 刊的封面故事。
获奖及荣誉：
　　2015年   入选中组部第11批青年##计划
　　2014年   获选法国C’nano全国优秀博士论文，基础研究类
代表论著：
　　[1] L. Wang, Y. Gao, B. Wen, Z. Han, T. Taniguchi, K. Watanabe, M. Koshino, J. Hone, C. R. Dean, Evidence for a fractional fractal quantum Hall effect in graphene superlattices, Science, 350, 1231-1234, 2015.
　　[2] Z. Han, A. Allain, H. Arjmandi-Tash, K. Tikhonov, M. Feigel’man, B. Sacépé, and V. Bouchiat, Collapse of superconductivity in tin-graphene proximity array, Nature Physics, 10, 380-386, 2014.
　　[3] A. Allain, Z. Han, and V. Bouchiat, Electrical control of the superconducting-to-insulating transition in graphene-metal hybrids, Nature Materials, 11, 590 - 594, 2012.
　　[4] Z. Han, A. Kimouche, D. Kalita, A. Allain, H. Arjmandi-Tash, A. Reserbat-Plantey, L. Marty, S. Pairis, V. Reita, N. Bendiab, J. Coraux, and V. Bouchiat, Homogeneous optical and electronic properties of graphene due to the suppression of multilayer patches during CVD on copper foils, Advanced Functional Materials, 24, 964-970, 2014.
个人网页：
http://vittohanlab.com

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报告人: 韩拯 研究员
中国科学院金属研究所
时间：2018年6月21日（周四） 下午14:00—15:30
地点：北京大学化学学院A区717报告厅.

摘要：
静电调控磁性是自旋电子学中一个重要的研究方向。磁性材料中如果能赋予门电压的调控特性，将会为自旋阀等自旋器件增加一个具有巨大应用前景的调控自由度，从而实现自旋场效应管。这通常要求材料本身具有门电压可调特的半导体特性。目前，能够实现自旋场效应，并成功通过电场调制磁性的体系并不多，包括稀磁半导体、多层磁性薄膜异质结等。


近年来，随着二维范德华材料家族的发展, 各种新物理现象不断涌现。其主要优势之一是由于Z轴维度降低，块体对静电屏蔽减弱，从而可以对本征二维半金属或者半导体构建场效应器件，用来做传感器或者逻辑运算器件。


在范德华材料中，少数层磁性二维半导体材料在各领域得到广泛研究，产生了诸多有趣的物理现象。然而，身为半导体磁性材料，基于该系列材料的场效应器件至今研究甚少，尤其缺乏用静电场调制其磁性的研究。本报告将介绍我们在Cr2Ge2Te6少数层铁磁二维半导体中利用静电调控手段，实现对其载流子和自旋双重特性的双极调控，证实了基于二维范德华铁磁体的自旋场效应器件的可行性。

报告人简介：
韩拯研究员，博导。中组部第11批‘青年##’。2007年7月毕业于吉林大学物理学院核物理专业，获理学学士学位。2010年10月至2013年在法国NEEL研究所获得纳米电子学与纳米科技博士学位。随后作为博士后在美国哥伦比亚大学物理系从事范德华人工异质结构的纳电子器件量子霍尔效应和电子光学等物理性能研究。2015年9月至今，在中国科学学院金属研究所开展新型人工纳米器件的量子输运调控研究工作。目前已在Science、Nature Physics、Nature Materials、Nature Communications等杂志共发表SCI论文30余篇，美国授权专利1项。担任Phys. Rev. Lett.、Nano Lett.、Nanotechnology等多家杂志审稿人。

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2019自然科学基金面上项目-基于范德华异质结构的二维磁有序调控机理研究
批准号        11974357       
学科分类        介观系统和人工微结构的电子结构、光学和电学性质 ( A040205 )
项目负责人        韩拯       
依托单位        中国科学院金属研究所
资助金额        62.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日