张弛,男,博士,副研究员(1 级),硕士生导师。
2004年获得中国科技大学物理学学士学位,2010年获得美国莱斯大学物理学博士学位。2010-2011年在美国普林斯顿大学做博士后研究 , 期间曾与美国高磁场国家实验室和佛罗里达大学high B/T (sub-milliKelvin)的极端条件实验室等研究组进行过深入合作。2011年底加入北京大学物理学院量子材料科学中心(ICQM, PKU),先后担任助理教授、副研究员、博士生导师。 2018年6月加入中国科学院半导体研究所超晶格和微结构国家重点实验室,在常凯研究员课题组担任副研究员。
取得的重要科研成果及所获奖励:
长期从事半导体二维电子气的量子输运研究,在该领域有十年以上研究经历,主要研究对象包括整数和分数量子霍尔效应、微波下的非平衡态、以及凝聚态中的拓扑态等。其实验手段和技术特长包括:极低温和超高磁场等极端条件下的量子输运、微波精细测量技术和谱学研究;对低温下微波和输运实验的搭建和使用有长期的积累和实践经验;在博士及博士后研究期间, 均在世界领先的实验室工作, 掌握了最先进的实验技术, 并取得了优异成绩。
在博士期间,首次系统地测量了高浓度的GaAs/AlGaAs 量子阱二维电子气中υ = 5/2 分数量子霍尔态,建立了υ= 5/2自旋极化的实验证据 , 支持了υ= 5/2 是具有非阿贝尔 (non-Abelian) 交换性质的Pfaffian态的理论预言。该工作是推进分数量子效应应用到拓扑量子计算的一个重要突破点。博士后工作期间,开展低于10 mK的极低温下输运实验,研究了υ= 12/5分数量子霍尔态的量子输运、自旋极化性质及其在拓扑量子计算的可行性。在国内工作期间,在二维电子和空穴的微波实验方面完成了前期探索,积累了很多宝贵经验,掌握了若干具体关键技术,并取得了丰富的研究成果,发展了一系列微波技术,包括低温下的共面波导、二维高品质(Q值)共振腔等微波器件。这些技术对于发展低温微波谱学和电子态的探测,起到了至关重要的作用,并为后续科研打下良好的基础。在加入中国科学院半导体研究所/超晶格国家重点实验室以来,本课题组已利用微波和表面声波技术研究了超高迁移率二维电子气的非平衡态和零电阻态,有三篇微波和表面声波实验论文(通讯作者)发表在Phys. Rev. B。迄今,以通讯作者完成并发表了一系列高水平论文,其中包括Nature子刊(3篇), Phys. Rev. Lett. (3篇), Phys. Rev. B (11篇)等。
主要研究领域方向:
半导体二维电子(空穴)系统的量子输运和微波谱学、声学实验,整数和分数量子霍尔效应,拓扑量子物态的实验研究。
联系方式:
E-mail:zhangchi@semi.ac.cn
在研项目:
(2020.01-2023.12):“拓扑量子态的微波声学与微波频谱研究”
自然科学基金/面上项目 (项目负责人:65万元)
(2017.01-2020.12):“微波下半导体异质结中奇异电子态的输运研究”
自然科学基金/面上项目 (项目负责人:总额:72万元/ 半导体所:36.74 万元)
(2020.01-2021.12):“低维量子体系微波谱学/声学与输运测量系统”
中国科学院计划/院科研装备研制项目(项目负责人:295万元)
完成项目:
(2014.01-2017.12):“探索在二维空穴-超导结中的奇异粒子”
自然科学基金/面上项目(项目负责人:89万元)
(2013.01-2017.12):“新型量子材料中电子内禀自由度的调控”
科学技术部/973计划(学术骨干之一:总计2600万元,个人约130万元)
(2014.01-2018.12):“新型低维体系量子输运和拓扑态的研究”
科学技术部/973计划(首席科学家助理/学术骨干:总计2100万元,个人约100万元)
代表性论文:
1. Anticorrelation of compressibility and resistivity in microwave-irradiated two-dimensional electron system; Jian Mi, Long Zhang, Jianli Wang, Saeed Fallahi, Geoffrey C. Gardner, M. J. Manfra, Chi Zhang, Phys. Rev. B 101, 195306 (2020).
2. Surface acoustic wave detection of robust zero-resistance states under microwaves; Jianli Wang, L. N. Pfeiffer, K. W. West, K. W. Baldwin, Chi Zhang, Phys. Rev. B 101, 165413 (2020).
3. Quantum oscillations in a two-dimensional electron system under low-frequency microwave irradiation; Jian Mi, Huiying Liu, Junren Shi, L. N. Pfeiffer, K. W. West, K. W. Baldwin, Chi Zhang, Phys. Rev. B 100, 235437 (2019).
4. Thermopower and Nernst measurements in a half-filled lowest Landau level; Xiaoxue Liu, Tingxin Li, Po Zhang, L. N. Pfeiffer, K. W. West, K. W. Baldwin, Chi Zhang, R. R. Du, Phys. Rev. B 97, 245425 (2018).
5. Anisotropic pseudopotential characterization of quantum Hall systems under tilted magnetic field; Bo Yang, Ching Hua Lee, Chi Zhang, Zi-Xiang Hu, Phys. Rev. B 96, 195140 (2017).
6. Spin injection and inverse Edelstein effect in the surface states of topological Kondo insulator SmB6; Qi Song, Jian Mi, Dan Zhao, Tang Su, Wei Yuan, Wenyu Xing, Yangyang Chen, Tianyu Wang, Tao Wu, Xian-Hui Chen, X.C. Xie, Chi Zhang, Jing Shi, and Wei Han, Nat. Commun. 7, 13485 (2016).
7. Photovoltage detection of edge magnetoplasmon oscillations and giant magnetoplasmon resonances in a two-dimensional hole system; Jian Mi, Jianli Wang, L. N. Pfeiffer, K. W. West, K. W. Baldwin, Chi Zhang, Phys. Rev. B 94, 125411 (2016).
8. Signature of chiral fermion instability in the Weyl semimetal TaAs above the quantum limit; C. L. Zhang, Bingbing Tong, Zhujun Yuan, Ziquan Lin, Junfeng Wang, Jinglei Zhang, Chuan-Ying Xi, Zhong Wang, Shuang Jia, Chi Zhang, Phys. Rev. B 94, 205120 (2016).
9. Transport of a sliding Wigner crystal in the four-flux composite Fermion regime; Chi Zhang, R.R. Du, M. J. Manfra, L. N. Pfeiffer, K. W. West, Phys. Rev. B 92, 075434 (2015).
10. Coexistence of bulk and surface Shubnikov-de Hass oscillations in Bi2Se3; Fanming Qu, Chi Zhang, R. R. Du, Li Lu, Jour. of Low Temp. Phys. 170, 397 (2013).
11. Spin polarization of the u =12/5 fractional quantum Hall state; Chi Zhang, Chao Huan, J. S. Xia, N. S. Sullivan, W. Pan, K. W. Baldwin, K. W. West, L. N. Pfeiffer, and D. C. Tsui, Phys. Rev. B 85, 241302(R) (2012) (Editor’s Suggestion).
12. Enhancement of the u =5/2 fractional quantum Hall state in a small in-plane magnetic field; Guangtong Liu, Chi Zhang, D. C. Tsui, Ivan Knez, Aaron Levine, R. R. Du, L. N. Pfeiffer, and K. W. West, Phys. Rev. Lett. 108, 196805 (2012).
13. u =5/2 fraction quantum Hall effect at 10 Tesla: implications for the Pfaffian state; Chi Zhang, T. Knuuttila, Yanhua Dai, R. R. Du, L. N. Pfeiffer, K. W. West, Phys. Rev. Lett. 104, 166801 (2010).