马锋杰 - 北京师范大学

个人简介

教育经历 2010-2015：美国威廉玛丽学院物理系，博士后 2004-2010：中国科学院理论物理研究所，博士 2000-2004：中国科学与技术大学，学士工作经历 2016-present：北京师范大学高等量子研究中心，特聘研究员学术兼职担任 Phys. Rev. X, Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B, New J. Phys., Phys. Lett. A等学术期刊的审稿人奖励荣誉 2019年度国家自然科学二等奖（第三完成人），“铁基超导电子结构与磁相互作用的理论研究” 2013 年， UIUC-MCC Travel Award

研究领域

课题组关注于发展量子蒙特卡罗和第一性原理电子结构计算的结合，即第一性原理量子蒙特卡罗多体电子结构方法，以及相关实际关联电子材料物理性质的计算模拟。１．第一性原理量子蒙特卡罗多体电子结构方法从基本的量子力学原理出发，通过随机抽样的方式实现对实际材料电子基态波函数的非微扰、无经验参数的直接描述，进而得到系统精确的各项基本物理量性质。这种方法在最近的一些年内得到了快速的发展，是目前可以对真实系统，尤其是关联电子材料，进行最高精度电子结构计算和性质预言的多体数值方法之一。在这方面，我们同合作者一起发展和完善了第一性原理量子蒙特卡罗多体电子结构方法：（1）发展了第一性原理量子蒙特卡罗多体电子结构方法，提出了若干多体电子结构计算中的技术，包括激发态和电荷密度的多体精确计算，多轨道投影模守恒赝势的应用，多体哈密顿量系统可调的约化方法，以及有限尺寸误差的修正等，降低了制约量子多体计算的资源需求，扩展了第一性原理量子蒙特卡罗多体电子结构计算的能力和可应用规模；（2）首次确定了一维氢原子链精确的状态方程，揭示了其随压强的相图，包括准长程反铁磁Mott相，幂律关联的电荷密度二聚化，新型的金属绝缘转变，以及复杂的磁关联竞争金属相，为理解极端条件下氢的金属性提供了基础。２．铁基超导体是继铜基超导体之后，发现的第二类非常规高温超导家族。这类材料的发现，打破了磁性元素的出现不利于高温超导现象发生的传统观念。对其的研究，有助于非常规高温超导机制的理解，因此从发现之初就引起了学界的广泛关注。我们和合作者是世界上从最早期开始就参与铁基超导理论研究的课题组之一，取得了一系列有影响力的工作。我们最早指出了铁基超导母体的反铁磁半金属特性，指出其反铁磁的物理本质是在铁上涨落局域磁矩之间存在通过由砷传递的超交换作用，并通过FeTe 新型磁基态序的预言，帮助澄清了铁基超导体中的反铁磁相互作用机理，提出的描述铁基超导体低能物理的海森堡有效模型在理论研究中也得到很广泛的应用。我们在“铁基超导电子结构与磁相互作用的理论研究”也荣获了2019年度国家自然科学二等奖。今后在这个方向上我们会继续保持在领域发展的最前沿，争取做出更多更好的工作。３．材料的拓扑性质研究是一个新兴的前沿领域。其中，将数学拓扑的概念引入到对电子态性质的描述中，为认识物质世界提供了一个新的视角。拓扑材料体系研究已成为凝聚态研究的一个全新分支。在这个研究方向上，我们也做了一些有意义的工作。我们预言了几类可能的铁磁拓扑半金属，其在费米能级附近不仅电子100%自旋极化，而且存在手性拓扑态，与其它常规体态很少纠缠，因此有利于自旋电子学，信息技术，以及拓扑超导和量子计算等应用。今后在这方面的研究上，我们会主要关注于低维体系的层展现象。

近期论文

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