中科院博士后科研成果奖励三等奖（二维世界的构筑与操纵）
中科院博士后科研成果奖励三等奖（二维世界的构筑与操纵）获奖工作介绍：第一届博士后年会优秀博士后奖获得者王理博士王理博士个人简介：王理，于2009年本科毕业于武汉大学应用物理学专业，于2016年博士毕业于武汉大学凝聚态物理专业，期间作为联合培养博士于美国麻省理工学院及田纳西大学交流学习。2016年，王理博士于加入中国科学院物理研究所表面物理国家重点实验室SF01组开始博士后研究，开展二维材料相关研究工作至今。王理博士的研究兴趣主要包括：高质量块体或二维材料的制备，二维材料的生长动力学研究，二维材料超快生长等，在Nature，Nature Chemistry，Nanoscale等高水平杂志发表学术论文数篇。
第一届中国科学院物理研究所博士后学术年会于2019年12月10日在北京成功召开。本次会议为物理所的博士后打造了良好的创新成果展示和学术交流平台，对在站博士后探寻学术前沿、提升科研创新能力起到了积极的推动作用。第一届博士后学术年会在物理所各级领导的大力支持下，首次设立了优秀博士后奖，以表彰在站博士后在各自研究领域取得的重要学术成果，同时本奖项也将在未来的每一届博士后年会中评选产生。
本次会议共选出了两位优秀博士后获奖者，一位是来自表面物理国家重点实验室SF01组的博士后王理，表彰其在制备大尺寸单层单晶六方氮化硼方面做出的杰出工作；另一位是来自纳米物理与器件实验室N04组的博士后陈辉，表彰其在折叠石墨烯方面做出的杰出工作。
胡江平副所长为优秀博士后王理（右一）和陈辉（左一）颁奖
优秀博士后获奖者
王理博士
个人简介：
王理，于2009年本科毕业于武汉大学应用物理学专业，于2016年博士毕业于武汉大学凝聚态物理专业，期间作为联合培养博士于美国麻省理工学院及田纳西大学交流学习。2016年，王理博士于加入中国科学院物理研究所表面物理国家重点实验室SF01组开始博士后研究，开展二维材料相关研究工作至今。王理博士的研究兴趣主要包括：高质量块体或二维材料的制备，二维材料的生长动力学研究，二维材料超快生长等，在Nature，Nature Chemistry，Nanoscale等高水平杂志发表学术论文数篇。
第一届博士后年会优秀博士后奖获得者王理博士
获奖工作介绍：
构筑“二维世界” - 晶圆级（100平方厘米）六方氮化硼单晶单层膜的制备【Nature 2019 570: 91–95】
随着传统硅基电子器件的发展进入瓶颈期，基于量子材料的新器件研究已成为当今科技领域的前沿热点。作为量子材料家族的重要分支，二维量子材料仅有原子级厚度，量子效应显著，在变革性技术研发和先进装备制造领域极具潜力。总所周知，器件的集成度能直接决定其性能，高集成度器件（例如芯片）的制造是基于高精度微纳加工和晶圆级单晶宏量制备的。对于二维量子材料，其器件制造工艺与传统半导体（硅、砷化镓、氮化镓等）器件微加工工艺兼容。因此，在现阶段，大面积、高质量的二维单晶制备是实现二维量子器件规模化应用的核心关键。
现有研究表明，外延生长是兼顾尺寸和质量的二维单晶生长方法，其主要挑战就是衬底表面对称性的调控。常见的二维单晶生长衬底是单晶金属箔，其表面具有中心反演对称性，适合于外延晶格也具有中心反演对称性的材料，例如石墨烯（二维导体）。但是对于绝大多数其它的二维材料，比如六方氮化硼（二维绝缘体），其晶格是非中心反演对称的，因而无法在常规金属单晶上外延生长出单晶材料。针对这一难题，王理博士与合作者设计出了一种具有特殊台阶方向的非中心反演对称性的单晶晶面Cu(110)/<211>，利用六方氮化硼晶畴中硼型和氮型锯齿形边界与<211>台阶边缘耦合强度的能量差打破晶畴在衬底表面取向的对称性，从而实现对六方氮化硼晶畴单一取向的控制生长，并无缝拼接为分米级单晶薄膜。同时，结合原位生长技术与第一性原理计算，研究团队还对单晶氮化硼生长过程进行了深入动力学研究，提出了全新的生长机理。
图1. 利用对称性破缺衬底外延二维六方氮化硼单晶的设计思路
图2 单晶六方氮化硼的生长、表征及生长动力学研究。
参考文献：
[1] Wang L Xu X Zhang L et al. Epitaxial growth of a 100-square-centimetre single-crystal hexagonal boron nitride monolayer on copper. Nature 2019 570: 91–95
[2] Geim A K Novoselov K S. The rise of graphene. Nat Mater 2007 6: 183–191
[3] Feng B Zhang J Zhong Q et al. Experimental realization of two-dimensional boron sheets. Nat Chem 2016 8: 563–568
[4] Wang Q H Kalantar-Zadeh K Kis A et al. Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides. NatNanotechnol 2012 7: 699–712
优秀博士后获奖者
陈辉博士
个人简介：
陈辉，于2011年本科毕业于南开大学光信息与技术专业，于2017年博士毕业于中国科学院物理研究所凝聚态物理专业，期间作为联合培养博士到美国内布拉斯加州州立大学林肯学校交流学习。于2017年12月加入中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室N04组开展博士后学研究，合作导师为高鸿钧院士。陈辉博士的主要研究兴趣包括：石墨烯纳米结构与有机单分子的结构调控与物性研究，低温强磁场STM搭建，原子级精准的石墨烯折叠，马约拉纳零能模的研究等，在Science，Nature Physics，Nature Communication，Advanced Materials，Nano Letter等高水平杂志发表学术论文数篇。
第一届博士后年会优秀博士后奖获得者陈辉博士
获奖工作介绍：
“二维世界折纸术” - 原子级精准控制、按需定制的石墨烯折叠【Science 36 1036 (2019)】
“折纸术”是一种把纸张折出各种特定形状和花样的艺术。艺术家们通过精妙的手法，把简单与单调的二维纸张变成丰富多彩的三维结构。受这种艺术的启发，折叠操纵经常被巧妙地用在很多科学技术前沿领域，用来构筑形状与功能各异的结构、器件甚至机器。在宏观尺度下，受折纸术的启发，科学家已经能够构建出石墨烯功能器件甚至机器模型。理论预测发现，在原子尺度，通过对石墨烯的弯曲折叠，可以构筑出具有新奇电子学特性的纳米结构。然而，石墨烯弯曲结构的电子学性质容易受到局域的空位、增原子、边界等缺陷结构的影响。在单原子尺度精确地折叠石墨烯，特别是根据特殊需要沿特定方向对石墨烯进行折叠，具有极大的挑战性。
陈辉博士及其合作者在国际上首次实现了原子级精准控制、按需定制的石墨烯折叠，是目前世界上最小尺寸的石墨烯折纸。通过低温扫描隧道显微镜（STM）原子操纵技术实现了：1. 石墨烯纳米结构的原子级精准折叠与解折叠；2. 同一个石墨烯结构沿任意方向的反复折叠；3. 堆叠角度精确可调的旋转堆垛的双层石墨烯纳米结构；4. 准一维碳纳米管纳米结构的构筑；5. 双晶石墨烯纳米结构的可控折叠及其异质结的构筑。
该工作在国际上首次实现了原子级精准控制、按需定制的石墨烯折叠，这是目前世界上最小尺寸的石墨烯折叠。基于这种原子级精准的“折纸术”，还可以折叠其它新型二维原子晶体材料和复杂的叠层结构，进而制备出功能纳米结构及其量子器件，研究其新奇物理现象。例如，探索魔角旋转堆垛双层二维原子晶体材料的超导电性、拓扑特性和磁性，以及研究一维异质结的输运性质及其应用等等。该工作受到了英国物理学会《Physics World》、美国物理学会《Phys. Org》、美国国家石墨烯协会《National Graphene Association》和麻省理工科技评论《MIT Technology Review》等学术评论网站的关注与报道。
图1 折叠方向精确控制以及角度连续可调的旋转堆垛双层石墨烯的构筑
图2 原子级石墨烯折叠示意图
除了折叠石墨烯的工作外，陈辉博士还在马拉约那零能模的研究中做出了杰出的工作。陈辉博士及其合作者利用自主搭建的矢量磁场-30 mK STM 系统，在FeTe0.55Se0.45 上发现了伴随马约拉纳零能模出现的涡旋束缚态能级序列半整数嬗移，反映了超导涡旋中马约拉纳零能模的拓扑本质，相关工作发表在【Nat. Phys. 15 1181 (2019)】（获奖人是共同第一作者）。最近，通过电导精确可控技术在 FeTe0.55Se0.45上发现了马约拉纳零能模的电导台阶与量子化电导，得到了铁基超导涡旋中存在马约拉纳零能模的强有力证据 【Science (2019) in press】（获奖人是共同第一作者），该工作给出了铁基超导体中存在马约拉纳零能模的关键性实验证据，为研究马约拉纳零能模和推动未来拓扑量子计算起到了重要的推动作用。
参考文献：
[1] Hui Chen Xian-Li Zhang Yu-Yang Zhang et al Atomically precise custom-design origami graphene nanostructures Science 365 1036 (2019)
[2] V. Meunier A. G. Souza Filho E. B. Barros et al Physical properties of low-dimensional sp2-based carbon nanostructures. Rev. Mod. Phys. 88 025005 (2016)
[3] V. Georgakilas J. A. Perman J. Tucek et al Broad family of carbon nanoallotropes: Classification chemistry and applications of fullerenes carbon dots nanotubes graphene nanodiamonds and combined superstructures. Chem. Rev. 115 4744–4822 (2015)
[4] M. J. Allen M. Wang S. A. V. Jannuzzi et al Chemically induced folding of single and bilayer graphene. Chem. Commun. 41 6285–6287 (2009).
[5] B. Wang M. Huang N. Y. Kim et al Controlled folding of single crystal graphene. Nano Lett. 17 1467–1473 (2017).
[6] J. Mu C. Hou H. Wang Y et al Origami-inspired active graphene-based paper for programmable instant self-folding walking devices. Sci. Adv. 1 e1500533 (2015).
中国科学院物理研究所是国务院人力资源和社会保障部和全国博士后管理委员会评估的全国优秀博士后科研流动站，是拥有凝聚态物理、光学物理、原子分子物理、等离子体物理等基础研究方向为主多学科、综合性科学研究机构。物理所凭借着在基础物质科学研究领域积累的深厚底蕴以及先进高端的科研平台，吸引了国内外许多优秀的博士毕业生来此开展博士后科研工作。此外，中科院物理所“一村三湖”的战略布局正在快速稳步的推进，基于此战略布局，物理所以优厚的待遇常年面向海内外竭诚选聘岗位博士后研究人员，不受名额限制，并将岗位博士后研究人员作为物理所遴选、培养高水平青年人才的重要途径。
中科院物理所于2019年12月10日成功举办的第一届博士后学术年会是对物理所广泛学术交流及科研合作这一优良传统的全新体现形式，是吸纳更多优秀博士后人才投入到物理所科研建设中去的重要途径。本次学术年会不仅为物理所的在站博士后提供了展示学术成果及寻求科研合作的平台，同时也将博士后这支年轻的“生力军”紧紧凝聚在一起，为物理所“建成国际一流物质科学研究基地”的发展目标做出更多的贡献。
编辑：小林绿子
