孙阳,男,1974年生。 现任中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室研究员,博士生导师,M06课题组长。
教育及工作经历:
1996年毕业于中国科学技术大学物理系,获学士学位。
2001年获中国科学技术大学理学博士学位。
2001年至2004年在美国University of Illinois at Urbana-
Champaign 及Rice University作博士后。
2004年入选中国科学院“百人计划”。
学术兼职:
1、英国自然出版集团Scientific Reports编委会成员,
2、Phys.Rev.Lett.,Nature Comm.,JACS,Phys.Rev.B,Appl.Phys.Lett.等国际著名学术期刊论文审稿人。
主讲课程:
资料更新中 ……
培养研究生情况:
已毕业博士生6名,硕士生3名,合作培养博士生3名。在读研究生9名。
招聘研究生情况:
拟每年招收研究生2-3名。
研究方向:
主要包括:
(一)关联电子材料、多铁性与多场耦合效应; 有机和无机多铁性新材料探索,磁电耦合效应的物理机制,多场耦合效应的实验测量技术发展等。
(二)自旋电子学 磁电阻效应,自旋流的产生,调控与输运,磁共振与自旋波等。
研究领域: 磁学和磁性材料。
(1)强关联电子体系中的超大磁电阻效应及其复杂的物理相图;
(2)多铁性材料与多场耦合效应;
(3)超导体/铁磁体异质结构的磁性及电输运性质;
(4)微磁学与磁性纳米结构。
承担科研项目情况:
1. 国家自然科学基金重点项目,“新型多铁性材料与磁电耦合原型器件研究”;
2. 国家自然科学基金仪器研制项目,“多功能磁电耦合测量系统研制”;
3. 国家自然科学基金面上项目“利用电子自旋共振研究逆磁电耦合效应”;
4. 中国科学院创新先导项目;
5. 中国科学院重点部署项目。
6. 钙钛矿结构氧化物中超大磁电阻效应及相关物性;
7. 磁性纳米结构(微磁学)。
科研成果:
近年来从事磁学和磁性材料的研究,研究内容包括自旋电子学,强关联体系,多铁性与多场耦合效应等。已发表SCI论文100余篇,被引用1600余次,H-index为21。曾获得物理所“科技新人奖”,“全国百篇优秀博士论文”,中国科学院院长奖学金,香港求是基金会“研究生求是奖”等荣誉与奖励。
首次实验研究了无序分布的磁性纳米颗粒列阵与超导体之间的相互作用,发现了一系列新奇的的实验现象。发现相互作用磁性纳米颗粒中的记忆效应,表明磁性纳米颗粒间的相互作用及任意磁各向异性可以导致“类自旋玻璃态”。发现窄能隙半导体中的巨磁热电势效应,支持了Abrokosov的线性量子磁电阻理论。系统研究了钙钛矿结构氧化物中元素替代效应。提出并实验证明异类元素之间也可能存在双交换相互作用。通过一系列实验结果表明LaMn1-xCrxO3中的铁磁性及磁电阻可能源于Mn离子与Cr离子之间的双交换作用等。
发明专利:
1 一种电磁转换器件 孙阳;柴一晟;尚大山;陆俊 中国科学院物理研究所 中国专利 2015-02-13 2015-06-03
已发表SCI论文100余篇,被引用1600余次,H-index为21。
发表论文:
1 Toward the complete relational graph of fundamental circuit elements .尚大山; 柴一晟; 曹则贤; 陆俊; 孙阳 Chinese Physics B 2015-06-15
2.Observation of Magnetoelectric Multiferroicity in a Cubic Perovskite System: LaMn3Cr4O12, X. Wang, Y. S et al., Phys. Rev. Lett. 115, 087601 (2015).
3. Nonvolatile electric-field control of magnetization in a Y-type hexaferrite, S. P. Shen, Y. S. Chai, Y. Sun, Sci. Rep. 5, 8254 (2015).
4. Quantum Tunneling of Magnetization in a Metal-Organic Framework,Y. Tian,Y. Sun, et al. , Phys. Rev. Lett. 112, 017202 (2014).
5.Cross coupling between electric and magnetic orders in a multiferroic metal-organic framework. Y. Tian,Y. Sun, et al., Sci. Rep. 4, 6062 (2014).
6. Magnetic-ion-induced displacive electric polarization in FeO5bipyramidal units of (Ba,Sr)FeO12O19 hexaferrites, S. Shen, Y. Sun, et al., Phys. Rev. B (Rapid Comm.) 90, 180404(R) (2014).
7. 高温单相多铁性材料与强磁电耦合效应. 孙阳 物理 2014-03-12
8. Magnetoelectric coupling in the paramagnetic state of a metal-organic framework, W. Wang,Y. Sun, et al., Sci. Rep. 3, 2024 (2013).
9. Spin pumping at the Co2 FeAl0.5Si0.3/Pt interface 优先出版 吴勇; 赵月雷; 熊强; 徐晓光; 孙阳; 张十庆; 姜勇 Chinese Physics B 2013-12-26 19:03
10.Abnormal magnetic behaviors induced by the antisite phase boundary in La2NiMnO6 优先出版 赵月雷; 柴一晟; 潘礼庆; 孙阳 Chinese Physics B 2013-06-26 13:19
11.Al-doping-induced magnetocapacitance in the multiferroic CuCrS2 刘荣灯; 刘蕴韬; 陈东风; 何伦华; 闫丽琴; 王志翠; 孙阳; 王芳卫 Chinese Physics B 2013-02-15
12. S. Zhang, Y. Sun ,et al., Electric-Field Control of Nonvolatile Magnetization in Co40Fe40B20/Pb(Mg1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O3 Structure at Room Temperature, Phys. Rev. Lett. 108, 137203 (2012).
13. 利用电子自旋共振研究多铁性材料中的磁电耦合效应 孙阳 2012中国功能新材料学术论坛暨第三届全国电磁材料及器件学术会议论文摘要集 2012-10-19
14. Effects of Fe2+ substitution on magnetic and dielectric properties of CdCr2S4闫丽琴; 孙阳; 何伦华; 王芳卫; 沈俊 Chinese Physics B 2011-09-15
15. Electrical control of magnetization in charge-ordered multiferroic LuFe2O4,C. Li,Y. Sun ,et al., Phys. Rev. B 79, 172412 (2009).
16. Fe-doping induced Griffiths-like phase in La0.7Ba0.3CoO3 黄万国; 张向群; 李国科; 孙阳; 李庆安; 成昭华 Chinese Physics B 2009-11-15
17. Electron spin resonance investigation of the substitution of Fe3+ for Ti4+ ions in rutile TiO2 single crystal 李国科; 张向群; 吴鸿业; 黄万国; 靳金玲; 孙阳; 成昭华 Chinese Physics B 2009-08-15
18. Spontaneous magnetization and resistivity jumps in bilayered manganite (La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7 single crystals 赵建军; 鲁毅; 浩斯巴雅尔; 邢茹; 杨仁福; 李庆安; 孙阳; 成昭华 Chinese Physics B 2008-07-15
19. Electron spin resonance study of the Ba-doping manganite Nd0.5Sr0.5MnO3 赵建军; 邢茹; 鲁毅; 浩斯巴雅尔; 赵明宇; 金香; 郑琳; 宁伟; 孙阳; 成昭华 Chinese Physics B 2008-07-15
20. Y. Sun, et al., Glassy vortex dynamics induced by a random array of magnetic particles above a superconductor, Phys. Rev. Lett. 92, 097002 (2004).
21. Y. Sun, et al., Memory effects in an interacting magnetic nanoparticle system, Phys. Rev. Lett. 91, 167206 (2003).
论文补充中……
学术交流:
1. 2012年参加中国功能新材料学术论坛暨第三届全国电磁材料及器件学术会议。
2. 2014年参加牛津仪器Omicron NanoScience应用技术研讨会。
牛津仪器Omicron NanoScience应用技术研讨会
2014年7月1日,牛津仪器在北京中科院物理所召开了Omicron NanoScience应用技术研讨会。牛津仪器Omicron NanoScience中国区总经理李俊云博士、牛津仪器产品营销总监John Burgoyne 博士、国际销售经理Till Hagedorn博士以及各个产品经理,协同来自中国科学院物理研究所、大连化学物理研究所、国家纳米科学中心、中国科学技术大学、南京大学、北京大学和清华大学等国内知名科研机构的用户出席了本次研讨会并作了精彩演讲,所有与会者共同探讨交流了无液氦技术、扫描探针显微镜技术在科学研究前沿的热点应用和相关产品的使用经验。
物理所孙阳研究员做了Measuring Magnetoelectric Coupling Effects in a Helium-free Superconducting Magnet System 的报告
随着牛津仪器在中国业务的发展,使用同类产品的用户越来越多,通过举办应用技术研讨会,不但搭建了用户和牛津仪器间直接沟通桥梁,同时也为广大用户提供一个互相交流平台,也是展示牛津仪器最新产品和技术实力的最佳契机。牛津仪器在无液氦低温技术、超导磁体技术、超过高真空技术以及相关应用方面一直以来都是处于世界领先地位,能够为物理研究提供从样品制备到表征测量研究的全程解决方案,这一点也在用户会议上得到充分的体现。对牛津仪器来说,过去11年之所以能够成功,正是因为牛津仪器始终坚持客户至上的经营理念,不断开拓创新,致力于为用户提供最前沿的技术和应用。
本次应用技术研讨会的内容,主要集中在最新的无液氦技术和超高真空扫描探针显微镜技术两个方面。由于液氦资源的稀缺性和供应的不稳定性,不需要灌注液氦的无液氦制冷技术受到人们越来越多的青睐。采用无液氦技术的设备,可以大大降低运行成本,更加科学有效地安排实验时间,使用液氦装置有时实验会因液氦短缺而被拖延甚至会无法完成实验;并且无液氦系统也会使实验操作起来更加方便快捷,使得科学家可以专注于科研本身,而不是低温设备的操作。牛津仪器主要有两个系列的产品,采用了无液氦制冷技术并且有着非常广泛的应用。
科学研究中常常会在低温和强磁场环境下对各种体系进行研究,牛津仪器的无液氦超导磁体低温系统TeslatronPT系统能够为广泛的应用领域提供一个通用型的平台。该系统可以采用最高磁场达18T的先进的无液氦超导磁体,配备低温恒温插件,温度可以从1.5K一直到300K灵活变化。TeslatronPT灵活的扩展性也带来了应用的便利,通过进一步的升级低温插件,将最低温度扩展到300mK或者25mK左右。由于无液氦磁体低温系统TeslatronPT的无与伦比的优越性,国内越来越多的用户用它来代替传统的超导磁体系统。在这次研讨会上,来自南京大学和物理所的用户分享了他们利用该系统在在低维量子材料及器件的电子输运性质以及多铁材料中磁电耦合效应研究中的一些成果。
Triton系列无液氦稀释制冷机是也是牛津仪器利用无液氦技术的一个重要的设备,它可以实现10mK左右的最低温度,并且可以集成多种无液氦超导磁体。相对于传统的稀释制冷机系统,牛津仪器Triton无液氦稀释制冷机特别是最近推出TritonXL系统,具有比较大的制冷功率和样品空间,因此特别适用于需要安装复杂实验引线的研究应用,所以它在量子信息处理以及低维纳米系统量子效应研究领域有着广泛的应用。国内多家单位正在利用牛津仪器Triton无液氦稀释制冷机进行相关的研究,并且取得了很多世界一流的科研成果。
牛津仪器的Omicron超高真空系统已经有了三十多年的历史,包括了薄膜生长系统、扫描探针显微镜、纳米操纵系统以及电子能谱系统,处于世界领先地位。在这次研讨会上,牛津仪器着重和用户交流了扫描探针显微镜的最新技术和控制软件MATRIX系统。牛津仪器的扫描探针显微镜类型丰富,可以针对不同客户提供多种工作环境的超高真空扫描探针显微镜(UHV SPM),这包括变温(25 K至1500 K)、低温(低至0.5 K)、强磁场(12 T)或大尺寸样品(直径可达4″)等。在研讨会上,用户也带了了他们利用牛津仪器扫描探针显微镜系统所做出的卓著的研究成果。
牛津仪器中国区总经理李俊云博士作报告
好马配好鞍,扫描探针显微镜的控制系统,也是影响扫描探针显微镜是否能够取得良好的实验数据的关键因素。牛津仪器的MATRIX控制系统是具有前瞻性的工作平台,其模块化的软、硬件设计理念为扫描探针显微镜的控制提供了最大的灵活性和功能性,可以带给用户前所未有的扫描探针显微镜操控体验。与上一代的SCALA控制系统相比,MATRIX包含了多项功能的改进与优化,大大提高了性噪比,甚至可以在室温的条件下获得二维材料的原子分辨形貌图像。在研讨会上,广大用户对从SCALA升级到MATRIX控制系统表现出了浓厚的兴趣,并与牛津仪器的工程师进行了深入的讨论。
在研讨会的期间,也安排了在中科院物理研究所的实验室参观活动。通过实验室的参观,不仅仅加深了对研讨会报告所涉及设备的认识,更是令人身临其境地了解了相关仪器设备的运行操作方法和技巧,充分认识到这些仪器设备在科学研究前沿的应用实例。实验室的参观是有趣并且相当有收获的经历,受到了与会者的一致好评。
两天的研讨会在热烈友好的交流气氛中落幕,研讨会上并不仅仅局限于新技术、新成果的交流,更是新思想、新概念的碰撞。一方面广大用户将牛津仪器的设备运用于越来越广泛的科研领域,取得丰硕的研究成果;另一方面牛津仪器也在广大用户需求的推动下,不断推出创新性的仪器设备,助力广大用户突破科学的前沿。牛津仪器将继续以支持中国科研发展为己任,为中国广大科研人员提供高性能、高可靠性的科学研究解决方案。
荣誉奖励:
1、曾获得物理所“科技新人奖”。
2、2002年获“全国百篇优秀博士论文”。
3、获中国科学院院长奖学金。
4、获香港求是基金会“研究生求是奖”。
5、2009年荣获物理所第九届“科技新人奖” 。
孙阳研究员荣获物理所第九届“科技新人奖”
物理所2009年度青年科学论坛春季会议于4月17日至19日在秦皇岛成功召开,本室孙阳研究员荣获物理所第九届“科技新人奖”。
孙阳研究员在过渡金属化合物的磁学性质研究和探索中做出了重要的贡献,获得了国内外学术界的广泛赞誉,荣获本次“科技新人奖”殊荣。王玉鹏所长亲自为孙阳研究员颁发了荣誉证书。颁奖仪式由高鸿钧副所长主持。 “ 科技新人奖”的设立,旨在表彰物理所优秀青年人才在科研工作中做出的积极贡献,激励广大青年科研人员学习和发扬老一辈科学家致力科研、勤奋工作的精神。
金属-有机骨架中磁性量子隧穿研究进展
金属-有机骨架(Metal-Organic Framework,MOF)是指金属离子与有机官能团通过共价键或离子-共价键相互连接,共同构筑的长程有序晶态结构。这类MOF材料因在催化、储氢和光学元件等方面具有潜在的应用价值而受到广泛关注,是近十年来化学和材料科学领域的一个研究热点。最近几年,金属-有机骨架材料的磁性和电学性质开始引起大家的兴趣,人们先后在一些金属-有机骨架材料中发现了新型有机磁体、有机铁电体和多铁体等。近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)磁学国家重点实验室孙阳研究组在金属-有机骨架材料的磁性研究方面取得了新进展,发现一种铁基金属-有机骨架材料在低温下表现出磁化强度共振量子隧穿行为。
磁化强度量子隧穿(quantum tunneling of magnetization)是一种宏观量子效应。1996年,美国和意大利科学家分别在一些单分子磁体(如Mn12)中观察到磁化强度共振量子隧穿,表现为宏观磁化强度随外加磁场出现规则的台阶跳变。利用磁化强度量子隧穿可以构建固态量子比特,用于量子信息与量子计算。最近,孙阳研究组的硕士研究生田英与磁学实验室王守国副研究员、韩秀峰研究员等合作,利用溶剂热反应法制备出一种钙钛矿结构的金属-有机骨架材料[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3单晶样品。对其磁性研究表明,该体系具有两个磁相变,在18.5 K发生一个顺磁-倾斜反铁磁相变,在9 K以下发生一个磁阻塞(blocking)转变。在磁阻塞温度以下,其沿易磁化轴方向的磁化曲线开始出现回滞。在2K时,磁化曲线表现出台阶状的磁滞回线。同时,交流磁化率的虚部在低温下也出现一个频率依赖的峰。这些行为都是单分子/单离子磁化强度共振量子隧穿的典型特征。上述实验结果表明金属-有机骨架材料[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3存在本征的磁性相分离 — 同时存在长程关联的反铁磁有序和孤立的单离子量子磁体。为了理解这一奇特磁性质,孙阳等提出了一个氢键依赖的远距离超交换作用(long-distance superexchange)模型。在传统的安德森超交换作用理论中,交换作用的强度依赖于交换路径(exchange path)的几何因子,可以定性地由Goodenough-Kanamori规则来确定。在金属-有机骨架中,当两个磁性离子通过一个有机链发生远距离超交换作用时,其交换路径会受到有机链周围氢键的影响。当有机链上形成的氢键足够强时,超交换作用可能会被大大抑制,导致孤立的单离子量子磁体的产生。
这一工作不仅将磁化强度共振量子隧穿效应推广到一个新的材料体系,并且揭示出氢键可以对有机磁性具有决定性的影响,通过控制氢键的强度、位置、取向等参数将可以有效地控制有机材料的磁性。以上研究结果发表在近期的物理评论快报上[Phys. Rev. Lett. 112, 017202 (2014)]。(http://prl.aps.org/abstract/PRL/v112/i1/e017202)
该工作得到了科技部量子调控项目及国家自然科学基金的资助。
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图1. 金属-有机骨架[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3的晶体结构。 |
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图2. 金属-有机骨架[(CH3)2NH2]Fe(HCOO)3的磁相变。 |
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图3. 磁化强度共振量子隧穿行为。 |
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图4. 金属-有机骨架中磁性相分离示意图。 |