余智明，男，博士，北京理工大學教授。
基本介紹
- 中文名：余智明
- 學位/學歷：博士
- 職業：教師
- 專業方向：理論凝聚態物理領域
- 任職院校：北京理工大學
個人經歷,研究方向,學術成果,
個人經歷
2002.09-2006.06 華中科技大學套用物理系，物理學學士
2008.09-2014.06 中國人民大學物理學系，博士學位，凝聚態物理，導師：劉玉良教授
2014.07-2016.09，北京理工大學物理學院，博士後
2016.10-2019.10， 新加坡科技設計大學，博士後
2019.11-至今， 北京理工大學物理學院，準聘教授、博士生導師
研究方向
研究興趣集中在理論凝聚態物理領域，尤其著重於凝聚態系統的磁性和散射相關的特殊物性，及基於對稱性預言和分類新奇物態。當前的研究興趣包括：
（1）拓撲材料，如拓撲絕緣體，拓撲金屬等，具有許多常規材料所不能具有的新奇物性。拓撲材料不僅在理論上革新了我們對能帶理論的理解，同時也在套用上具有廣闊的發展前景。
（2）新型二維材料，如石墨烯，矽烯等，因其特殊的維度，而擁有與常規三維材料完全不同的物性，且易於調控，而被認為是新一代電子器件的承載體，具有廣泛的套用潛力。
（3）散射輸運現象。我目前主要關注如下兩種情況的輸運現象：一種為新奇拓撲材料在不同外場下的特殊輸運物性，另一種為在輸運中電子在界面散射時發生的反常位移。
研究手段主要為緊束縛模型、格林函式方法、對稱性分析，量子散射方法等理論和數值方法。
學術成果
代表性工作
（1）拓撲金屬中的磁回響行為：在物理學中，研究體系在磁場下的行為一直是重要的基礎問題。拓撲半金屬因具有相對論性的色散而表現出許多獨特的磁回響行為。
我們首次提出反常朗道能級坍塌現象，即無外電場參與的朗道能級坍塌現象，並證明該反常現象可在第二類外爾半金屬中存在，為實驗觀測朗道能級坍塌提供了一個可行的新方案。[Physical Review Letters, 117. 077202 (2016), 入選ESI高被引論文]
我們首次在真實材料中預言了雜化節線半金屬的存在，並指出該半金屬在磁場下具有獨特的雙磁隧穿效應。[Physical Review B 97, 125143(R) (2018)]
（2）Andreev反射中的橫向位移: 界面散射是調控和表征物性的重要手段之一。不同於傳統材料，拓撲材料中的電子因一般具有強的自旋軌道耦合而在散射中普遍具有相當大的橫向位移（類似於光學中的Imbert-Fedorov位移），因此研究該位移效應對於調控拓撲材料的輸運性質具有重要的意義。
我們首次提出當粒子在正常金屬/超導體界面處經歷Andreev反射時，可發生較大的反常位移，特別是當入射粒子具有自旋軌道耦合時，會發生垂直於入射平面的橫向位移。 而且，即使入射粒子沒有自旋軌道耦合，如果超導體側具有非常規的配對電勢，也存在橫向位移，且該橫向位移和超導配對勢的對稱性、節點位置以及超導能隙等諸多重要物性息相關，為實驗表征非傳統超導提供了一種新手段。[Physical Review B 96, 121101(R) (2017); Physical Review B 98, 075151 (2018); Physical Review Letters 121, 176602 (2018); Physical Review Letters 98, 195141 (2018); Frontiers of Physics 14, 33402 (2019)]
（3）新奇物態的分類：對稱性分析是物理學中重要的分析手段之一。三維和二維系統是當前的研究重點，所以遍歷性地研究230個空間群中的對稱操作對能帶的影響是非常必要的。
我們預言了具有高階色散(二次型和三次型色散)的節線半金屬的存在，並給出其在空間群下的完全分類，由之證明二次型和三次型色散的節線半金屬是僅有的兩種對稱性保護的高階節線半金屬。此外我們也發現三次型節線半金屬具有特殊的圓環面表面態(torus surface state)。[Physical Review B 99, 121106(R) (2019)]
我們基於對稱性研究空間群操作對能帶的影響時發現，230個空間群中有6個空間群體系的布里淵區必然完全由節面所包裹。由此，我們首次指出著名的no-go定理在此類體系中無法適用，並提出在此類空間群材料中必然存在單個（或奇數個）外爾點，且這些外爾點在體系的任意表面都不會給出費米弧態。[Physical Review B 100, 041118 (R) (2019)]。
（4）二維新奇材料：在二維材料中，門電壓調控技術方便易行且與現代工藝相兼容，是調控物性的最佳手段。我們指出在二維谷電子材料中，如果兩不等價能谷是由空間（而不是時間）對稱性相聯繫，且不同能谷的電子具有相反層極化，則可自然地實現電調控谷自由度。我們將這類體系稱為“超谷層耦合”材料。我們在全面地分析了80個層群的對稱性後，指出“超谷層耦合”概念可在5個層群體系中實現，並據此預言了首個超谷層耦合材料：單層TiSiCO。[arXiv:1904.06498]
高階拓撲絕緣體是一種新的拓撲絕緣體，其在d維體態和d-1維的表面都表現為絕緣態，但在d-2(或d-3)維的邊界具有無能隙的激發。此概念提出之後，很多三維材料即被預言為高階拓撲絕緣體，但是二維的高階拓撲絕緣體卻尚未提出。我們提出了首個二維二階拓撲絕緣體材料：單層石墨炔。石墨炔是一種已成功製備了的、真實存在的二維材料。石墨炔的體態和其一維邊界態都是有能隙的，但在能隙中存在零維的角落態，該角落態局域於兩條鏡面對稱性相聯繫的一維邊界的交匯處。[arXiv:1904.09985, accepted by Physical Review Letters]
代表論文(共同第一作者標註為#號，通訊作者標註為*)
【1】Zhi-Ming Yu, Shan Guan#, Xian-Lei Sheng, Weibo Gao, and Shengyuan A. Yang. Valley-Superlayer Coupling: A New Design Principle for Valleytronics, arXiv:1904.06498
【2】Xian-Lei Sheng, Cong Chen#, Huiying Liu, Ziyu Chen, Zhi-Ming Yu*, Y. X. Zhao* and Shengyuan A. Yang. Two-dimensional second-order topological insulator in graphdiyne, arXiv:1904.09985 (accepted by Physical Review Letters).
【3】Zhi-Ming Yu, Weikang Wu#, Y. X. Zhao*, and Shengyuan A. Yang*. Circumventing the No-Go Theorem: A Single Weyl Point without Surface Fermi Arcs, Physical Review B, 2019, 100, 041118(R).
【4】Zhi-Ming Yu, Werikang Wu#, Xian-Lei Sheng, Y. X. Zhao*, Shengyuan A. Yang*. Quadratic and Cubic Nodal Lines Stabilized by Crystalline Symmetry, Physical Review B, 2019, 99 121106(R).
【5】Zhi-Ming Yu*, Ying Liu*, Shengyuan A. Yang*. Anomalous spatial shifts in interface electronic scattering, Frontiers of Physics, 2019, 14(3), 33402.
【6】Zhi-Ming Yu, Ying Liu, Yugui Yao, Shengyuan A. Yang. Unconventional pairing induced anomalous transverse shift in Andreev reflection, Physical Review Letters, 2018, 121, 176602.
【7】Xiaoming Zhang, Zhi-Ming Yu#*, Yunhao Lu, Xian-Lei Sheng*, Hui Ying Yang*, and Shengyuan A. Yang. Hybrid nodal loop metal: Unconventional magnetoresponse and material realization, Physical Review B, 2018, 97, 125143.
【8】Ying Liu, Zhi-Ming Yu*, and Shengyuan A. Yang*. Transverse shift in Andreev reflection, Physical Review B, 2017, 96, 121101(R).
【9】Cong Chen, Shan-Shan Wang, Lei Liu, Zhi-Ming Yu*, Xian-Lei Sheng*, Ziyu Chen, and Shengyuan A. Yang. Ternary wurtzite CaAgBi materials family: A playground for essential and accidental, type-I and type-II Dirac fermions, Physical Review Materials, 2017, 1, 044201.
【10】Zhi-Ming Yu, Yugui Yao* and Shengyuan A. Yang*. Predicted Unusual Magnetoresponse in Type-II Weyl Semimetals, Physical Review Letters, 2016, 117, 077202.
【11】Jijun Zhao*, Hongsheng Liu, Zhiming Yu, Ruge Quhe, Si Zhou, Yangyang Wang, Cheng Cheng Liu, Hongxia Zhong, Nannan Han, Jing Lu*, Yugui Yao*, Kehui Wu*. Rise of silicene: A competitive 2D material, Progress in Materials Science, 2016, 83, 24–151.
