韓拯

韓拯

韓拯,男,1985年12月出生於江蘇揚州,中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家(聯合)實驗室 磁性材料與磁學研究部研究員。2015年獲得中組部“青年千人計畫”支持。致力於納米功能器件方向的研究

簡歷

韓拯,男,1985年12月出生於江蘇揚州,2015年獲得中組部“青年千人計畫”支持,作為研究員加入中國科學院金屬研究所磁性材料與磁學研究部,致力於納米功能器件方向的研究。
中國科學院金屬研究所,研究員 2014年9月-至今
美國哥倫比亞大學,博士後,2014年7月-2015年8月
法國Néel(奈爾)研究所,博士, 2010年10月-2013年9月
中國科學院金屬研究所(IMR),碩士, 2007年9月-2010年6月
吉林大學,本科,2003年9月-2007年6月

研究領域

目前主要研究新型堆垛結構納米器件的製備與量子調控。採用范德瓦爾斯堆垛製備方法(目前製備二維平面異質結構的唯一手段),構建層數和層間材料可控、超低缺陷、超高性能的新型人工異質結構二維晶體薄膜器件。此外,結合傳統磁性超薄膜(脈衝雷射沉積和磁控濺射),製備納米複合量子器件,並研究其在低溫、高場下的電子輸運特性。

承擔科研項目情況

在二維體系中,超導-金屬-絕緣體轉變的存在早已被證實。例如,在外延或者濺射生長的超導體薄膜中,隨著薄膜厚度的減小,零溫物理態由超導轉變為絕緣態。由於零溫極限下不存在熱擾動(傳統熱力學相變以熱擾動為驅動力),體系的哈密頓量由其它參數(如磁場、電子相互作用等)驅動直至相變的發生,故而發生“量子相變”。然而,在這個迄今已經研究了數十年的課題中,理論與實驗依然存在著核心爭議。爭議的焦點可以歸納為兩大點:1)是否存在一個普適的轉變點。以M.P.A.Fisher為代表的玻色庫伯對局域理論學派指出,該量子相變存在臨界電阻Rc(=h/4e2);而以A.M.Finkelstein為代表的費米理論學派指出,Rc並不存在。2)零溫極限下,在超導態轉變為絕緣態的過程中,到底有沒有一個金屬“中間態”。
為了解決上述爭議,韓拯研究員利用石墨烯為基底,通過電子束納米製備的方法製備出石墨烯表麵點綴的超導錫納米盤狀三角陣列體系。該體系結合了石墨烯的載流子濃度的可調製特性,以及超導近鄰效應/約瑟夫森效應,在實驗上實現了單個器件中調製零溫下的量子基態,直接證明了量子相變下零溫“金屬中間態”的穩定存在,且證明了量子臨界電阻Rc並不存在(圖1)。該研究在實驗上解決了上述爭議。此工作的另一個創新點在於,通過調節三角點陣錫之間的距離,發現只要大約4%的表面比,就可以在石墨烯中實現超導態。換句話說,只需5克錫,就可以在200平方米的面積上實現二維超導。此研究結果有著廣闊套用前景,例如可以用來做超輕質量超導線路。該工作申請人作為第一作者發表在NaturePhysics,並被選為該雜誌2014年5月刊的封面故事。

獲獎及榮譽

2015年入選中組部第11批青年千人計畫
2014年獲選法國C’nano全國優秀博士論文,基礎研究類

代表論著

[1]L.Wang,Y.Gao,B.Wen,Z.Han,T.Taniguchi,K.Watanabe,M.Koshino,J.Hone,C.R.Dean,EvidenceforafractionalfractalquantumHalleffectingraphenesuperlattices,Science,350,1231-1234,2015.
[2]Z.Han,A.Allain,H.Arjmandi-Tash,K.Tikhonov,M.Feigel’man,B.Sacépé,andV.Bouchiat,Collapseofsuperconductivityintin-grapheneproximityarray,NaturePhysics,10,380-386,2014.
[3]A.Allain,Z.Han,andV.Bouchiat,Electricalcontrolofthesuperconducting-to-insulatingtransitioningraphene-metalhybrids,NatureMaterials,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,andV.Bouchiat,HomogeneousopticalandelectronicpropertiesofgrapheneduetothesuppressionofmultilayerpatchesduringCVDoncopperfoils,AdvancedFunctionalMaterials,24,964-970,2014.

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