基本介紹
人物經歷,研究方向,主要貢獻,研究成果,發表論文,
人物經歷
1996年-2000年 北京大學技術物理系學士 北京大學經濟研究中心 雙學士
2000年-2006年 美國哥倫比亞大學（Columbia University in the City of New York）物理系博士
2006年-2009年加州大學伯克利分校 Miller Research Fellow
2010年 IBM Almaden Research Center博士後研究員
2011年-至今復旦大學物理系教授、博士生導師
2011年入選首批“青年千人計畫”
2013年獲求是傑出青年學者獎
2016年入選首屆中國優秀青年科技人才獎
2016年12月入選“長江學者獎勵計畫”特聘教授建議人選
2017年4月入選教育部“長江學者獎勵計畫”特聘教授。
研究方向
1）研究在石墨烯（graphene）中相對論效應對電子影響，包括由此引起的量子反常霍爾效應（quantum Hall effect）、準自旋物理（pseudo-spin physics）等；發展新的樣品製備方法提高樣品質量，在這個基礎上用精細測量方法探尋二維電子系中的電子-電子相互作用，以及可能由此引起的新的有序電磁結構。
2）發展新的樣品製備和探測手段來研究其它低維度系統的結構和電磁性質，這些系統包括（自然存在或人工生長的）單晶界面，自組裝的分子單層（self-assembled monolayer）等；根據它們不同的性質，研究內容涵蓋廣泛，從半導體物理，強關聯體系，到最近受到很多關注的“狄拉克材料（Dirac Material）”（石墨烯是其中的一種）。
3）在極端物理條件下（極低溫度，超強磁場）用電子輸運的辦法來觀察所有這些低維電子體系的電磁特性，尋找可能存在的新的量子基態。與此同時發展低溫超高真空中的掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡技術，在原子層級來研究低維度納米結構里電子和自旋的有序量子態。基於這些研究，還將探索這些低維度結構作為新型納米器件的可行性。
主要貢獻
研究成果
2015年2月，張遠波課題組和中國科學技術大學陳仙輝教授等其它課題組另闢蹊徑，發現1T-TaS2二維材料中的電荷密度波可以通過改變樣品的維度來進行調控，由此發展了一個全新的電荷調控的實驗方法：通過門電壓對層狀樣品進行可控的鋰插層，可以把樣品電子濃度調控到前所未有的水平。基於這個新方法，觀測到1T-TaS2二維材料中的電荷密度波以及超導相對電子濃度極其敏感，從而首次得到了1T-TaS2的完整相圖，這項實驗大大加深了當前對1T-TaS2中電荷密度波和超導相的理解和調控能力。相關研究成果發表於《Nature Nanotechnology》（Doi:10.1038/nnano.2014.323）.
2015年5月，合肥微尺度物質科學國家實驗室陳仙輝教授課題組與張遠波課題組合作，在繼首次製備出二維黑磷場效應電晶體之後，再次在薄層黑磷晶體研究中取得進展，成功在這一體系中實現高遷移率（>1,000 cm2 V-1 s-1）二維電子氣。這意味著黑磷已經成為在電子學領域有廣泛套用前景的新型二維明星材料。相關研究成果以線上發表在《Nature Nanotechnology》（DOI: 10.1038/nnano.2015.91）雜誌上。
2015年10月，張遠波課題組與合作者的研究論文以題為“Gate-tunable Topological Valley Transport in Bilayer Graphene”在國際權威期刊《Nature Physics》（Doi:10.1038/nphys3485）線上發表，該最新研究成果介紹了實驗中利用頂柵和背柵的柵極電壓建立垂直的電場，破壞了雙層石墨烯的空間反演對稱性，通過非局域的電學測量方法實現了對谷自旋的探測，並且最終實現了可由外電場調控的谷自旋信號觀測。
2016年4月，張遠波課題組與中國科學技術大學陳仙輝教授等課題組合作在黑磷器件的質量上取得突破，並首次在高遷移率的黑磷器件中觀測到了量子霍爾效應，相關學術論文“Quantum Hall Effect in Black Phosphorus Two-dimensional Electron System”在《Nature Nanotechnology》（Doi:10.1038/nnano.2016.42）上發表。這一發現使黑磷成為了屈指可數的可用於研究量子輸運現象的材料體系之一，為進一步研究黑磷中的新奇量子物理現象奠定了基礎。
2016年9月，張遠波課題組與美國加州大學伯克利分校王楓教授課題組、中國科學技術大學陳仙輝教授課題組等課題組合作完成的關於少層黑磷能帶結構演變的文章發表於《Nature Nanotechnology》（Doi:10.1038/nnano.2016.171.）。研究人員用光學手段系統研究了黑磷能帶結構隨層數的變化，首先通過測量黑磷的光學吸收譜首次確定了單層、雙層及三層黑磷的帶隙，發現與矽的帶隙和遠程通訊光子能量相匹配；其次發現其發光峰能量與吸收譜中的吸收邊能量高度重合，從實驗上首次證明了黑磷的直接帶隙特性，且其直接帶隙特徵不隨層數發生變化；最後，在兩層及多層的黑磷中，吸收光譜中高於帶隙能量的位置發現了新的共振峰，從而揭示了黑磷能帶結構隨層數變化的過程，並由此得出了黑磷層間相互作用的強度信息。該項實驗結果揭示了黑磷的巨大研究和套用潛力。黑磷隨層數可調的帶隙能量填補了其他二維材料的空白，覆蓋了重要的光譜波段，而黑磷的直接帶隙特性極大地提高了其光吸收效率，結合它本身的高載流子遷移率，使得黑磷在通訊及能源方面具有重要的潛在套用價值。
2018年10月，張遠波教授團隊在二維磁性材料領域取得重大突破——發現了一種新型的磁性二維材料Fe3GeTe2，為研究二維巡遊磁性提供了一個全新的理想體系。研究人員利用氧化鋁和Fe3GeTe2之間強的粘附性以及較大的接觸面積來製備單層樣品。這種方法製備效率高，解理能力強，還將為有效解理與Fe3GeTe2解理難度類似的其他層狀材料提供新的方法和研究思路。正是新的解理方法的發現，才使得科研團隊能夠進一步研究這種磁性二維材料的電輸運性質。相關研究成果以《二維鐵鍺碲中柵壓調控的室溫鐵磁性》（“Gate-tunable Room-temperature Ferromagnetism in Two-dimensional Fe3GeTe2”）為題發表於國際頂級學術期刊《自然》（Nature）。
發表論文
L. Li, J. Kim, C. Jin, G. J. Ye, D. Y. Qiu, F. H. Jornada, Z. Shi, L. Chen, Z. Zhang, F. Yang, K. Watanabe, T. Taniguchi, W. Ren, S. G. Louie, X. H. Chen, Y. Zhang*, F. Wang. "Direct Observation of Layer-Dependent Electronic Structure in Phosphorene".Nature Nanotechnology (2016) doi:10.1038/nnano.2016.171.
L. Li, F. Yang, G. J. Ye, Z. Zhang, W. Lou, L. Li, K. Watanabe, T. Taniguchi, K. Chang, Y. Wang, X. H. Chen, Y. Zhang*. "Quantum Hall Effect in Black Phosphorus Two-dimensional Electron System".Nature Nanotechnology 11, 593-597 (2016).
M. Sui, G. Chen, L. Ma, W. Shan, D. Tian, K. Watanabe, T. Taniguchi, X. Jin, W. Yao, D. Xiao,Y. Zhang*. "Gate-tunable Topological Valley Transport in Bilayer Graphene". Nature Physics11, 1027-1031 (2015).
L. Li, G. J. Ye, V. Tran, R. Fei, H. Wang, J. Wang, K. Watanabe, T. Taniguchi, L. Yang, X. H. Chen,Y. Zhang*. "Quantum oscillations in a two dimensional electron gas in black phosphorus thin films".Nature Nanotechnology 10, 608-613 (2015).
Y. Yu, F. Yang, X. F. Lu, Y. J. Yan, Y. H. Cho, L. Ma, X. Niu, S. Kim, Y. Son, D. Feng, S. Li, S. Cheong, X. H. Chen, Y. Zhang*. "Gate-tunable Phase Transitions in Thin Flakes of 1T-TaS2".Nature Nanotechnology 10, 270–276 (2015)
L. Li, Y. Yu, G. J. Ye, Q. Ge, X. Ou, H. Wu, D. Feng, X. H. Chen,Y. Zhang*. "Black phosphorus field-effect transistors". Nature Nanotechnology 9, 372-377 (2014).
Y. Zhang*, V. W. Brar*, C. Girit, A. Zettl and M. F. Crommie, “Spatial Charge Inhomogeneity in Graphene” Nature Physics, in press.
Y. Zhang*, T.-T. Tang*, C. Girit, Z. Hao, M. C. Martin, A. Zettl, M. F. Crommie, Y. R. Shen and F. Wang, “Direct Observation of a Widely Tunable Bandgap in Bilayer Graphene” Nature 459, 820 (2009).
Y. Zhang, V. W. Brar, F. Wang, C. Girit, Y. Yayon, M. Panlasigui, A. Zettl, M. F. Crommie, “Giant phonon-induced conductance in scanning tunneling spectroscopy of gate-tunable graphene” Nature Physics 4, 627 (2008).
F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. F. Crommie, Y. R. Shen, “Gate-Variable Optical Transitions in Graphene” Science 320, 206 (2008).
Y. Zhang, Z. Jiang et. al., “Landau Level Splitting in Graphene in High Magnetic Fields” Phys. Rev. Lett. 96, 136806 (2006).
Y. Zhang, Y.-W. Tan, H. L. Stormer, P. Kim, “Experimental Observation of Quantum Hall Effect and Berry’s Phase in Graphene” Nature 438, 201 (2005).
Y. Zhang, J. Small, M. Amori, P. Kim, “Electric Field Modulation of Galvanomagnetic Properties of Mesoscopic Graphite” Phys. Rev. Lett. 94, 176803 (2005).
Y. Zhang, J. Small, W. Pontius, P. Kim, “Fabrication and Electric-field-dependent Transport Measurements of Mesoscopic Graphite Devices” Appl. Phys. Lett. 86, 073104 (2005).
