查爾斯·凱恩(復旦-中植科學獎獲得者，美國國家科學院院士，賓夕法尼亞大學物理學克里斯托弗·H·布朗講席教授)

查爾斯·凱恩（Charles Kane），1963年出生於美國伊利諾州厄巴納，復旦-中植科學獎、奧利弗·巴克利獎、狄拉克獎章、基礎物理學突破獎獲得者，美國國家科學院院士，賓夕法尼亞大學物理學克里斯托弗·H·布朗講席教授。

查爾斯·凱恩於1984年至1985年在芝加哥大學擔任研究助理；1985年獲得芝加哥大學物理學學士學位；1985年至1989年在麻省理工學院攻讀物理學博士學位；1989年獲得麻省理工學院物理學博士學位；1989年至1991年在國際商業機器公司托馬斯·J·沃森研究中心擔任博士後研究員；1991年至1997年擔任賓夕法尼亞大學物理與天文系助理教授；1997年至2006年擔任賓夕法尼亞大學物理與天文系副教授；2002年至2005年擔任賓夕法尼亞大學物理與天文系本科事務副主任；2006年成為賓夕法尼亞大學物理與天文系教授；2014年入選美國國家科學院院士；2014年至2016年擔任賓夕法尼亞大學講席教授；2016年擔任荷蘭萊頓大學洛倫茲講席教授；2016年成為賓夕法尼亞大學自然科學沃爾特·H·安嫩伯格和萊昂諾·C·安嫩伯格講席教授；2020年獲得復旦—中植科學獎。

查爾斯·凱恩的研究領域是凝聚態理論。

基本介紹

• 中文名：查爾斯·凱恩
• 外文名：Charles Kane
• 國籍：美國
• 出生地：美國伊利諾州厄巴納
• 出生日期：1963年
• 畢業院校：麻省理工學院
• 職業：教育科研工作者
• 主要成就：2014年入選美國國家科學院院士
  2014年獲得基礎物理學獎基金會物理學前沿獎
  2016年獲得基礎物理學突破獎
  2020年獲得復旦—中植科學獎
• 學歷：研究生
• 學位：博士

人物經歷

1963年，查爾斯·凱恩出生於美國伊利諾州厄巴納，在愛荷華州愛荷華市長大。

1984年—1985年，在芝加哥大學擔任研究助理。

1985年，獲得芝加哥大學物理學學士學位。

1985年—1989年，在麻省理工學院攻讀物理學博士學位。

1989年，獲得麻省理工學院物理學博士學位。

1989年—1991年，在國際商業機器公司托馬斯·J·沃森研究中心擔任博士後研究員。

1991年—1997年，擔任賓夕法尼亞大學物理與天文系助理教授。

1997年—2006年，擔任賓夕法尼亞大學物理與天文系副教授。

2002年—2005年，擔任賓夕法尼亞大學物理與天文系本科事務副主任。

2006年，成為賓夕法尼亞大學物理與天文系教授。

2014年，入選美國國家科學院院士，同年入選湯森路透引文桂冠。

2014年—2016年，擔任賓夕法尼亞大學講席教授。

2016年，擔任荷蘭萊頓大學洛倫茲講席教授。

2016年，成為賓夕法尼亞大學自然科學沃爾特·H·安嫩伯格和萊昂諾·C·安嫩伯格講席教授。

主要成就

科研成就

• 科研綜述

查爾斯·凱恩專注於研究固體中的量子電子現象理論。隨著微納尺度操控技術的不斷進步，分子束外延和光刻技術可以製備出尺寸在納米級且純度極高的半導體結構，有效地將電子限制在一維量子線和零維量子點中。同時，自下而上的技術進步增強了對原子尺度物質自組裝的控制能力，例如可控合成碳納米管這種完美的分子量子線，以及製備石墨烯這種具有獨特電子性質的二維單原子層結構。查爾斯·凱恩善於構建簡單但能捕捉材料本質特徵的有效模型，並運用量子場論、統計力學和數值模擬等技術來刻畫新穎量子相、臨界行為和拓撲序。查爾斯·凱恩的研究專長結合了介觀物理、半導體納米結構和強關聯電子系統等領域，他關注的具體問題包括一維導體理論、分數量子霍爾效應、碳納米管、石墨烯、量子自旋霍爾效應、拓撲絕緣體和拓撲量子計算等。

• 學術論文

刊發時間	論文作者	論文標題	期刊名稱
2023年	Pok Man Tam, Christophe De Beule, Charles L Kane	"Topological Andreev Rectification"（拓撲Andreev整流）	《Physical Review B》
2023年	Pok Man Tam, Charles L Kane	"Probing Fermi sea topology by Andreev state transport"（通過Andreev態輸運探測費米海拓撲）	《Physical Review Letters》
2023年	Jonathan Stensberg, Xingyue Han, Seunghun Lee, Stephen A McGill, Johnpierre Paglione, Ichiro Takeuchi, Charles L Kane, Liang Wu	"Observation of the superconducting proximity effect from surface states in SmB6/YB6 thin film heterostructures via terahertz spectroscopy"（通過太赫茲光譜觀測SmB6/YB6薄膜異質結構中表面態的超導鄰近效應）	《Physical Review Letters》
2022年	Charles L Kane	"Quantized Nonlinear Conductance in Ballistic Metals"（彈道金屬中的量子化非線性電導）	《Physical Review Letters》
2022年	Pok Man Tam, Jorn WF Venderbos, Charles L Kane	"Toric-code insulator enriched by translation symmetry"（由平移對稱性豐富的拓撲碼絕緣體）	《Physical Review B》
2022年	Pok Man Tam, Martin Claassen, Charles L Kane	"Topological multipartite entanglement in a Fermi liquid"（費米液體中的拓撲多體糾纏）	《Physical Review X》
2022年	Zhuoliang Ni, Huiqin Zhang, David A Hopper, Amanda V Haglund, Nan Huang, Deep Jariwala, Lee C Bassett, David G Mandrus, Eugene J Mele, Charles L Kane, Liang Wu	"Direct Imaging of Antiferromagnetic Domains and Anomalous Layer-Dependent Mirror Symmetry Breaking in Atomically Thin MnPS3"（原子級薄MnPS3中反鐵磁疇和反常的層依賴鏡面對稱性破缺的直接成像）	《Physical Review Letters》
2021年	Zhuoliang Ni, Amanda V Haglund, Hao Wang, Bingcheng Xu, Christian Bernhard, David G Mandrus, Xiaodong Qian, Eugene J Mele, Charles L Kane, Liang Wu	"Imaging the Neel vector switching in the monolayer antiferromagnet MnPSe3 with strain controlled Ising order"（應變控制的Ising序下單層反鐵磁體MnPSe3中Neel矢量轉換的成像）	《Nature Communications》
2021年	Pok Man Tam, Charles L Kane	"Non-diagonal anisotropic quantum Hall states"（非對角各向異性量子霍爾態）	《Physical Review B》
2021年	Charles L Kane, Domenico Giuliano, Ian Affleck	"Equivalent critical behavior of a helical point contact and a two-channel Luttinger liquid topological superconductor junction"（螺旋點接觸和雙通道Luttinger液體拓撲超導結的等效臨界行為）	《Physical Review Research》
參考資料：

人才培養

• 教學獎勵

獲獎時間	獎項名稱	授予單位
2014年	林德貝克傑出教學獎	賓夕法尼亞大學
參考資料：

• 學生培養

學生姓名	畢業/學習時間	學生類別	就業發展（數據截止到2023年3月）
HangmoYi	1996年	博士生	韓國首爾崇實大學教授
AhmedMarouf	2002年	博士生	開羅德國大學副教授
LiangFu	2009年	博士生	麻省理工學院教授
JeffreyTeo	2011年	博士生	維吉尼亞大學副教授
FanZhang	2012—2014年	博士後	德克薩斯大學達拉斯分校副教授
YoungkukKim	2014—2017年	博士後	韓國成均館大學助理教授
BenjaminWieder	2016年	博士生	巴黎-薩克雷大學永久初級教員
JornVenderbos	2018-2019年	博士後	德雷塞爾大學助理教授
YichenHu	2019年	博士生	普林斯頓大學博士後
參考資料：

榮譽表彰

獲獎時間	榮譽表彰	授予單位
2006年	會士	美國物理學會
2010年	歐洲物理學獎	歐洲物理學會
2012年	奧利弗·巴克利獎	美國物理學會
2012年	狄拉克獎章	國際理論物理中心
2013年	物理學前沿獎	基礎物理學獎基金會
2014年	美國國家科學院院士	美國國家科學院
2015年	班傑明·富蘭克林獎章	富蘭克林學會
2016年	基礎物理學突破獎	基礎物理學突破獎基金會
2019年	知識前沿獎	西班牙對外銀行基金會
2019年	費城約翰·斯科特獎	費城市
2020年	榮譽理學博士學位	芝加哥大學
2020年	復旦—中植科學獎	復旦大學
2021年	理察·普朗奇獎	馬里蘭大學
參考資料：

社會任職

任職時間	任職單位	擔任職務
2010-2013年	美國物理學會凝聚態物理分會	執行委員會成員
2011年	義大利里雅斯特國際理論物理中心	研討會和學校組織者
2011年	加州聖巴巴拉基礎理論物理研究所	研討會組織者
2012-2013年	美國物理學會	會士評審委員會主席
2013-2017年	卡夫利理論物理研究所	顧問委員會成員
2018年-	突破獎	委員會成員
參考資料：

人物評價

他（查爾斯·凱恩）在拓撲絕緣體領域做出了開創性的貢獻。（復旦大學評）

理論物理學家查爾斯·凱恩，以其表征物質的量子電子態而聞名（Charles L. Kane, theoretical physicist known for his work characterizing quantum electronic states of matter）。（芝加哥大學評）