2015年拟推荐国家自然科学奖公示材料项目名称低维半导体量子.docVIP

2015年拟推荐国家自然科学奖公示材料 项目名称：低维半导体量子结构中自旋特性调控的理论研究 英文名称：Theoretical investigation for manipulation of spin properties in low-dimensional semiconductor quantum structures 推荐单位：中国科学院 项目简介： 一）建立准确描述实际半导体中的自旋轨道耦合效应的理论模型和量子多体理论，为国际一流实验组证实 发现半导体低维结构中的Rashba自旋轨道耦合具有普适的非线性行为，提出非线性Rashba模型，被他人近期实验多次证实，为构造实际半导体自旋电子学器件提供了物理基础。受到国际同行的高度评价，被综述文章大篇幅重点报导。建立了准确计入带间耦合及杂质散射的本征自旋霍尔效应的量子多体理论，预言窄带隙半导体量子阱中的本征自旋霍尔效应，被国际一流实验组发表在Nat. Phys. 上的实验证实和重点引用。 二）发现量子点中电子自旋新特性和新调控机制，被实验证实。 发现HgTe及石墨烯量子点中电子的回音壁模式和AB效应。工作被发表在Nat. Mater.上的实验证实，得到国际同行的广泛引用和肯定，被2013年国际二维电子气物理会议的大会邀请报告评价为 “非常出色的工作”，被Adv. Phys. 综述重点引用。发现利用磁场可以显著地调控稀磁半导体量子点中的激子基态和g因子。工作被2004年国际量子点会议大会邀请报告评价为 “打开了通往许多有趣基础物理问题的途径”，并被美国著名实验组证实。 三）揭示半导体材料中的自旋关联新特征，为一系列实验所证实。 发现自旋轨道耦合会诱导出RKKY相互作用中DM项和面内的Ising项，电场可以改变自旋相互作用形式，为调控自旋关联提供物理基础，工作被Nat. Mater.综述文章重点引用。系统研究了磁离子掺杂的Ge、Si材料的结构和磁学性质，预言Si中掺杂Fe, Mn, Cr可以形成磁性半导体，被一系列实验证实。 四）提出半导体量子体系中的（贋）自旋输运调控新方法，为国内外同行广泛引用。 发现在石墨烯中可以利用应变和磁调制控制谷电子的定向极化输运；发现量子环中Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合两者并存时会破坏空间旋转对称性，导致电子局域化和各向异性的自旋输运。这些工作被国际同行广泛引用，包括Adv. Phys. 综述重点引用。 本项目发表相关SCI论文74篇，包括PRL 4篇、PRB/APL/NJP 51篇。20 篇主要论文被SCI他引714次（8 篇代表性论文被他引420次）。部分突出的工作达到国际领先水平，推动了相关实验和理论研究。项目组成员多次在国际重要学术会议做邀请报告，并获2004年国家自然科学二等奖（排名第三）和2013年中国物理学会黄昆奖。 主要完成人 姓名：常凯 排名：1 技术职称：研究员 工作单位：中国科学院半导体研究所 完成单位：中国科学院半导体研究所 对本项目的主要学术贡献：提出基于的，在确定项目研究思路、方向和组织实施中作出重要贡献。8代表性论文的作者，在四项科学发现中均作出重要贡献。 （1）2004年度国家自然科学二等奖（排名第三），项目名称“半导体纳米结构物理性质的理论研究”，证书编号：2004-Z-107-2-02-03 （2）2013年度中国物理学会黄昆固体物理和半导体物理奖 姓名：杨文 排名：2 技术职称：副研究员 工作单位：中国工程物理研究院北京计算科学研究中心 完成单位：中国科学院半导体研究所 对本项目的主要学术贡献：发现真实半导体材料中的Rashba效应的非线性行为，提出 曾获国家科技奖励情况：无 姓名：翟峰 排名：3 技术职称：副教授 工作单位：浙江师范大学 完成单位：浙江师范大学数理与信息工程学院 对本项目的主要学术贡献：提出利用应变和磁性金属／半导体复合结构实现自旋和赝自旋输运性质调控。对本项目《重要科学发现》的第四项做出了重要贡献，是代表性论文7的第一作者和代表性论文6的第二作者。 曾获国家科技奖励情况：无  代表性论文专著目录（8篇） 序号 论文专著名称/ 刊名/ 作者 影响因子 年卷页码 发表时间 通讯作者 第一作者 国内作者 SCI他引次数 他引总次数 知识产权是否归国内所有 1 Nonlinear Rashba model and spin relaxation in quantum wells /Phys. Rev. B/杨文，常凯 3.11 2006年74卷193314页 2006年11月22日 常凯 杨文 杨文，常凯 3 32 是 2 Intrinsic Spin Hall Effect induced by quantum phase transition in HgC