会议日程
陈祖煌
陈祖煌博士，现为哈尔滨工业大学(深圳)材料学院教授、博士生导师。分别于2006年，2008年和2013年在厦门大学、浙江大学和南洋理工大学获得学士、硕士和博士学位。博士毕业后先后在伊利诺伊大学香槟分校和加州大学伯克利分校从事博士后研究。于2018年初加入哈尔滨工业大学。长期从事铁电、铁磁、多铁和强关联电子体系等新型电子功能薄膜材料的制备、结构和性能调控、相关物理机制研究，探索功能氧化物薄膜在低功耗存储、能量存储、传感与驱动等领域的应用。迄今共发表SCI论文90余篇，H因子39；其中第一/通讯作者共27篇，包括Nature Commun. 2篇、Phys. Rev. Lett. 2篇、Adv. Mater. 1篇、Nano Lett. 2篇、ACS Nano 1篇、Adv. Funct. Mater. 1篇、Phys. Rev. B 4篇等。先后获“国家优秀自费留学生奖学金”、广东省“珠江人才”等荣誉。以项目负责人主持包括国家自然基金、广东省杰出青年基金和深圳市基础研究重点项目等多个项目。
Creating New States in Ferroic Oxide Thin Films摘要：Ferroic oxide thin films possess a wide variety of interesting properties that make them promising candidates for next-generation, nanoscale logic and memory devices. But before these materials can be integrated into state-of-the-art devices, it is important to understand how to deterministically control and engineer the response of these materials. In this talk, first, I will first introduce our recent studies on the stabilization of polar skyrmion lattice in ferroelectric PbTiO3 ultrathin films. By using phase-field simulations, the evolution of polar topology and the emergence of a phase transition to a hexagonal close-packed skyrmion lattice is explored through the construction of a temperature-electric field phase diagram for ultrathin ferroelectric PbTiO3 films. The hexagonal-lattice skyrmion crystal can be stabilized under application of an external, out-of-plane electric field which carefully adjusts the delicate interplay of elastic, electrostatic, and gradient energies. In addition, the lattice constants of the polar skyrmion crystals are found to increase with film thickness, consistent with expectation from Kittel’s law. Then, I will present our recent studies on the spin state disproportionation in insulating ferromagnetic LaCoO3 epitaxial thin films. We unambiguously demonstrate that Co3+ in LaCoO3 films under compressive strain (on LaAlO3 substrate) are practically a low spin state, whereas Co3+ in LaCoO3 films under tensile strain (on SrTiO3 substrate) have mixed high spin and low spin states with a ratio close to 1:3. From the identification of this spin state ratio, we infer that the dark strips observed by high-resolution scanning transmission electron microscopy indicate the position of Co3+ high spin state, i.e., an observation of a spin state disproportionation in tensile-strained LaCoO3 films. This consequently explains the nature of ferromagnetism and electrical insulating character in LaCoO3 films. Our studies pave the way for the development of novel ordered condensed matter phases and related emergent properties in ferroic oxide thin films.
洪子健
洪子健研究员，2017年博士毕业于美国宾州州立大学材料系。2017至2020年在美国卡内基梅陇大学机械系从事博士后研究，2020年8月起任职于浙江大学材料学院，受聘为研究员。2020年荣获阿里青橙优秀入围奖。主要从事计算材料学方面的研究，具体研究领域包括相场模拟、机器学习、第一性原理计算等，具体应用方向为铁电、压电材料和金属基电池等的设计。迄今为止发表论文50余篇，引用2000余次。其中主要作者文章包括3篇Nature, 3篇Nature Materials, 1篇Matter, 4 篇ACS Energy Letters等。担任Materials Futures, Energy Materials Advances和Materials Research Letters等多个杂志青年编委。受邀到多个高校和会议做邀请报告，包括加州大学伯克利分校、马里兰大学材料系和纽约州立大学布法罗分校机械工程系等。
铁电斯格明子的可控拓扑相变与后斯格明子摘要：斯格明子是一类具有拓扑保护性（拓扑电荷为
1）的准粒子，近年来在凝聚态物理领域获得广泛关注。在铁磁材料中，斯格明子的形成通常需要借助D-M相互作用。而在低维铁电材料中，最近发现通过引入弹性能、电能和尺度效应的相互竞争，可以形成稳定的铁电斯格明子。在这次报告中，我将介绍本课题组在铁电斯格明子领域的一些最新进展，特别是它在力、电等外场耦合作用下的拓扑变换与操控。研究表明，在不同外场的作用下，铁电斯格明子展现出了截然不同的翻转路径，并生成了许多奇异的新型拓扑相（后斯格明子）。这些研究展现了铁电拓扑学丰富的物理内涵，并为铁电斯格明子等拓扑相的未来器件应用奠定了基础。
刘仕
刘仕，2009年本科毕业于中国科学技术大学，2015年博士毕业于美国宾夕法尼亚大学，博士后工作于华盛顿卡内基研究所和美国陆军研究所，现为西湖大学理学院物理系特聘研究员、博士生导师。先后入选浙江省和国家人才引进计划青年项目。长期从事计算物理和计算材料学方向的研究工作，综合运用第一性原理密度泛函理论计算和大尺度分子动力学，研究功能氧化物和量子材料的构性关系。自2013年以来，共参与发表文章80余篇。目前主持国家科技部重点研发青年科学家项目、国家自然科学基金委面上项目、青年科学基金项目等多个项目。
铪基铁电多尺度理论研究摘要：铁电材料由于其多场响应特性在电子器件方面具有极大的应用前景。然而，由于与当前硅基半导体工艺不兼容以及在薄膜器件中的尺寸效应等问题，传统钙钛矿型铁电材料的发展受到了很大的限制。近年来，多种新型二元氧化物铁电材料的发现为解决这些问题提供了新的思路。我们综合运用第一性原理计算、大尺度分子动力学和机器学习，对铁电HfO2的构性关系开展了系列研究。通过第一性原理计算，我们发现铪基铁电具有独特的热释电效应，而其热释电效应与其负压电效应密切相关。进一步研究表明HfO2具有新颖的“电致拉胀效应”：在电场作用下，铪基铁电的应变在三维空间同时变大或同时变小。利用基于第一性原理的压电材料数据库，我们发现上百种压电材料均具有电致拉胀效应。近期，我们还发现带电氧空位能够显著影响HfO2同一晶相不同构型间的稳定性，并促进非铁电相向铁电相转变。带电氧空位像化学反应中的催化剂一样，“激活”了二氧化铪的多个相变路径，让多个非铁电相能够比较容易的转变为铁电相，同时也使铁电相能够转变为非铁电相。我们最终建立一个基于氧空位可变电荷态的简单模型，比较好地解释了许多困扰铪基铁电的关键问题如薄膜制备中的多相共存、电极效应、器件的唤醒效应、流性印记效应、惯性翻转等。我们还将以铪基铁电为例，简要介绍“铁电离子迁移”和“铁电超导”两个新现象。
赵宏健
赵宏健，吉林大学物理学院教授，入选基金委海外优青。2010和2015年在浙江大学材料系分别获学士和博士学位，2016-2021年先后在卢森堡科学技术研究院和美国阿肯色大学从事博士后研究，2021年5月入职吉林大学。赵宏健长期围绕铁电、磁性与多铁材料开展唯象理论和新材料设计等工作，在Nat. Mater.，Nat. Commun.，Phys. Rev. Lett.和Phys. Rev.等期刊共发表论文50余篇。
铁电、磁性和多铁材料： 唯象理论与新材料设计摘要：铁电、磁性和多铁材料中蕴藏着丰富的电磁现象，在现代信息存储领域具有广阔应用前景，因而备受关注。聚焦铁电、磁性和多铁材料体系，本报告将（1）简要介绍其可能的器件应用、工作原理和面临的挑战，（2）探讨非共线磁性、非共线铁电性和电子自旋劈裂等物理现象，（3）针对多铁领域铁电性和铁磁性难以共存于高温这一难题，介绍一种新型多铁材料的设计方案。
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