主要从事杂质系统和耗散系统的量子输运理论研究。在国际顶尖杂志上发表论文60余篇,其中包括《科学》3篇、《自然》1篇、《自然》子刊和《科学》子刊6篇、PRL和PRX 15篇。近五年内,与实验和理论合作者密切合作,提出了新的理论框架统一解释了多种低维超导体系中普遍存在的超导-金属量子相变特征;发现并阐明新型二维量子材料中的伊辛类超导体机理;发现并阐明了一类新颖的对数周期量子振荡。
2006-2012: 中国科学院物理研究所,博士
2002-2006: 北京大学,物理学、应用数学(双学位)
2021.8至今 北京师范大学物理学系高等量子研究中心,教授
2016-2021: 北京师范大学物理学系高等量子研究中心,青年研究员
2015-2015: 北京大学量子材料科学中心,助理研究员
2012-2014: 北京大学量子材料科学中心,博士后
本课题组主要研究低维体系中杂质、退相干效应对量子输运性质的影响。主持自然科学基金优青项目、面上项目、青年项目各1项,并作为骨干成员参与科技部重点研发计划2项。研究系统主要集中于二维超导体和低维拓扑材料体系,目的在于一方面解释相关实验观测结果,另一方面设计原理性低能耗电子、自旋功能器件。
1、2019年至今承担本科生专业基础课《电磁学》。
2、2020年至今承担研究生专业必修课《固体理论》。蔻享课程视频链接 https://www.koushare.com/SpecialTopic/gscaepInfo/3
项目名称 | 项目类型 | 项目时间 | 承担任务 |
欧姆型耗散对二维超导体系量子输运特性影响的研究 | 基金委面上项目 | 2024.01 - 2027.12 | 主持 |
低维超导和拓扑材料中的量子输运理论研究 | 基金委优秀青年科学基金项目 | 2021.01 - 2023.12 | 主持 |
拓扑材料中的量子输运特性研究 | 基金委面上项目 | 2017.01 - 2020.12 | 主持 |
磁性系统中的自旋超流性质研究 | 基金委青年科学基金项目 | 2016.01 - 2018.12 | 主持 |
InAs/GaSb 等材料的拓扑量子态制备及自旋、电荷调控 | 科技部国家重点研发计划 | 2017.07 - 2022.06 | 主要参与 |
二维新型非常规超导薄膜/异质结的制备和反常物性探索 | 科技部国家重点研发计划 | 2017.07 - 2022.06 | 主要参与 |
组内成员:
博士研究生:刘雪竹 (2021年9月——至今,博士生)
颜鸿溢(2022年9月——至今,博士生)
李春艳(2024年9月——至今,博士生)
周填杰(2024年9月——至今,直博生)
硕士研究生:孙海明(2023年9月——至今)
王世缘(2023年9月——至今)
已毕业学生:
籍海娇(2022年6月获博士学位),论文题目《二维材料体系的杂质效应与输运性质理论研究》
潘月婷(2021年6月获博士学位),论文题目《IV族石墨烯和类石墨烯结构材料理论研究》
陈丽丽(2020年6月获硕士学位),论文题目《机器学习识别低维无序模型中的相变》
孔繁荣(2021年6月获硕士学位),论文题目《低维电子系统中反常扩散过程对退相干的影响》
Selected Publications: †co-corresponding author *co-first author
1. Chao Yang*, Haiwen Liu*, Yi Liu, Jiandong Wang, Sishuang Wang, Yang Wang, Qianmei He, Yue Tang, Jian Wang, X. C. Xie, James M. Valles Jr.†, Jie Xiong†, Yanrong Li, “A strange metal in a bosonic system”, Nature 601, 205 (2022).
2. H Ji, Haiwen Liu†, H Jiang, XC Xie†, “Disorder effects on quantum transport and quantum phase transition in low-dimensional superconducting and topological systems”, Advances in Physics: X 6, 1884133 (2021).
3. Joseph Falson, Yong Xu, Menghan Liao, Yunyi Zang, Kejing Zhu, Chong Wang, Zetao Zhang, Hongchao Liu, Wenhui Duan, Ke He, Haiwen Liu†, Jurgen H Smet†, Ding Zhang†, Qi-Kun Xue, “Type-II Ising pairing in few-layer stanine”, Science 367, 1454-1457 (2020).
4. Y Wu, H Jiang, J Liu, Haiwen Liu, XC Xie, “Non-Abelian braiding of Dirac fermionic modes using topological corner states in higher-order topological insulator”, Phys. Rev. Lett. 125, 036801 (2020).
5. H Li, Haiwen Liu, H Jiang, XC Xie, “3D quantum Hall effect and a global picture of edge states in Weyl semimetals”, Phys. Rev. Lett. 125, 036602 (2020).
6. H Liu, Haiwen Liu†, D Zhang, XC Xie, “Microscopic theory of in-plane critical field in two-dimensional Ising superconducting systems”, Phys. Rev. B 102, 174510 (2020).
7. Chao Yang, Yi Liu, Yang Wang, Liu Feng, Qianmei He, Jian Sun, Yue Tang, Chunchun Wu, Jie Xiong, Wanli Zhang, Xi Lin, Hong Yao, Haiwen Liu, Gustavo Fernandes, Jimmy Xu, James M Valles, Jian Wang, Yanrong Li, “Intermediate bosonic metallic state in the superconductor-insulator transition”, Science 366, 1505-1509 (2019).
8. Yi Liu, Ziqiao Wang, Pujia Shan, Yue Tang, Chaofei Liu, Cheng Chen, Ying Xing, Qingyan Wang, Haiwen Liu†, Xi Lin, XC Xie, Jian Wang†, “Anomalous quantum Griffiths singularity in ultrathin crystalline lead films”, Nature communications 10, 1-6 (2019).
9. Huichao Wang, Yanzhao Liu, Yongjie Liu, Chuanying Xi, Junfeng Wang, Jun Liu, Yong Wang, Liang Li, Shu Ping Lau, Mingliang Tian, Jiaqiang Yan, David Mandrus, Ji-Yan Dai†, Haiwen Liu†, Xincheng Xie, Jian Wang†, “Log-periodic quantum magneto-oscillations and discrete-scale invariance in topological material HfTe5”, National Science Review 6, 914-920 (2019).
10. CZ Chen, Haiwen Liu, XC Xie, “Effects of random domains on the zero Hall plateau in the quantum anomalous Hall effect”, Phys. Rev. Lett. 122, 026601 (2019).
11. H Liu, Haiwen Liu†, R Joynt, XC Xie, “Effect of Coulomb screening on the discrete scale invariance of quasibound states in three-dimensional topological semimetals”, Phys. Rev. B 100, 195140 (2019).
12. Huichao Wang*, Haiwen Liu*, Yanan Li, Yongjie Liu, Junfeng Wang, Jun Liu, Ji-Yan Dai, Yong Wang, Liang Li, Jiaqiang Yan, David Mandrus, XC Xie, Jian Wang, “Discovery of log-periodic oscillations in ultraquantum topological materials”, Science advances 4, eaau5096 (2018).
13. Yi Liu, Ziqiao Wang, Xuefeng Zhang, Chaofei Liu, Yongjie Liu, Zhimou Zhou, Junfeng Wang, Qingyan Wang, Yanzhao Liu, Chuanying Xi, Mingliang Tian, Haiwen Liu†, Ji Feng, XC Xie, Jian Wang†, “Interface-induced Zeeman-protected superconductivity in ultrathin crystalline lead films”, Phys. Rev. X 8, 021002 (2018).
14. S Cheng, Haiwen Liu, H Jiang, QF Sun, XC Xie, “Manipulation and characterization of the valley-polarized topological kink states in graphene-based interferometers”, Phys. Rev. Lett. 121, 156801 (2018).
15. KK Bai, JB Qiao, H Jiang†, Haiwen Liu†, L He†, “Massless Dirac fermions trapping in a quasi-one-dimensional junction of a continuous graphene monolayer”, Phys. Rev. B 95, 201406 (2017).
16. He Wang*, Huichao Wang*, Haiwen Liu*, Hong Lu, Wuhao Yang, Shuang Jia, Xiong-Jun Liu, X. C. Xie, Jian Wei, Jian Wang, "Observation of superconductivity in 3D Dirac semimetal Cd3As2 crystal", Nature Materials 15 38, (2016).
17. Ying Xing*, Hui-Min Zhang*, Hai-Long Fu*, Haiwen Liu*, Yi Sun, Jun-Ping Peng, Fa Wang, Xi Lin, Xu-Cun Ma, Qi-Kun Xue, Jian Wang and X. C. Xie, "Quantum Griffiths Singularity of Superconductor-Metal Transition in Ga Thin Films", Science 350 (6160) 542-545, (2015).
18. Yanfei Zhao*, Haiwen Liu*, Chenglong Zhang, Huichao Wang, Junfeng Wang, Ziquan Lin, Ying Xing, Hong Lu, Jun Liu, Yong Wang, Shuang Jia, X. C. Xie, Jian Wang, "Anisotropic Fermi Surface and Quantum Limit Transport in High Mobility 3D Dirac Semimetal Cd3As2", Phys. Rev. X 5, 031037 (2015).
19. Qing-Dong Jiang*, Hua Jiang*, Haiwen Liu*, Qing-Feng Sun, X. C. Xie, "Topological Imbert-Fedorov shift in Weyl semimetals", Phys. Rev. Lett. 115, 156602 (2015).
20. Haiwen Liu, Hua Jiang, Qing-feng Sun and X.C. Xie, "Dephasing effect on backscattering of helical surface states in 3D topological insulators", Phys. Rev. Lett. 113, 046805 (2014).
指导本科生论文:
李春艳,2021届,论文题目《稀有事件对低维体系的量子输运的影响》
公众科普报告:
1,从黑天鹅事件到量子Griffiths奇异性--统计物理教会我们换一个角度看世界
https://www.bilibili.com/video/BV1864y1T7R5
2,从电磁场到规范场论——相位因子与对称性的作用
通识课程与专业课程:
1,《近代物理思想》课程
2,《数学物理方法》课程
3,《电磁学》课程
4,《固体理论》课程
《固体理论》课程旨在向研究生讲授固体物理研究中所用到的基本概念、理论和方法。在知识结构方面,本课程希望兼顾传统范式和最新进展:在传统范式方面着重介绍序参量和元激发的相关概念和处理方法;在最新进展方面着重介绍低维/拓扑系统中的新现象及其理论范式。在技术方法方面,本课程强调实用性:希望提供给学生可以上手操作的理论工具,主要包括运动方程法,平均场近似,费曼图方法。课程目的在于培养学生运用基本概念、理论和方法研究固体物理问题的能力。
感谢中物院研究生院和蔻享平台支持,现在全部课程视频免费开放。2021年春《固体理论》课程视频目录链接如下(下面大纲目录名称准确,视频开始画面中的名称有个别不准确)。2020年春《固体理论》课程视频也开放了,大家可以根据需要查看。全部笔记Notes文件下载百度网盘链接为:https://pan.baidu.com/s/1fFR80rg55YnJx5ME6X0idQ 提取码: d7ra
第01讲-固体理论概论 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/10972
https://www.koushare.com/video/videodetail/10973
https://www.koushare.com/video/videodetail/10975
第02讲-固体物理复习 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11048
https://www.koushare.com/video/videodetail/11049
https://www.koushare.com/video/videodetail/11050
第03讲-二次量子化概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11092
https://www.koushare.com/video/videodetail/11104
https://www.koushare.com/video/videodetail/11106
第04讲-铁磁自旋波概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11152
https://www.koushare.com/video/videodetail/11153
https://www.koushare.com/video/videodetail/11156
第05讲-反铁磁自旋波与玻色爱因斯坦凝聚概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11275
https://www.koushare.com/video/videodetail/11276
https://www.koushare.com/video/videodetail/11277
第06讲-线性响应理论概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11331
https://www.koushare.com/video/videodetail/11333
https://www.koushare.com/video/videodetail/11336
第07讲-实时间格林函数 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11591
https://www.koushare.com/video/videodetail/11598
https://www.koushare.com/video/videodetail/11592
第08讲-运动方程法求解格林函数概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11809
https://www.koushare.com/video/videodetail/11808
https://www.koushare.com/video/videodetail/11810
第09讲-虚时间格林函数与杂质格林函数的常见费曼图 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11813
https://www.koushare.com/video/videodetail/11814
https://www.koushare.com/video/videodetail/11815
第10讲-弱相互作用电子系统的常见费曼图与无规相近似 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/11939
https://www.koushare.com/video/videodetail/11940
https://www.koushare.com/video/videodetail/11941
第11讲-弱相互作用电子系统的介电函数 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/12133
https://www.koushare.com/video/videodetail/12134
https://www.koushare.com/video/videodetail/12135
第12讲-费米液体理论与Kondo问题概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/12376
https://www.koushare.com/video/videodetail/12378
https://www.koushare.com/video/videodetail/12381
第13讲-超导唯象理论与Cooper对问题 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/12548
https://www.koushare.com/video/videodetail/12549
https://www.koushare.com/video/videodetail/12550
第14讲-BCS超导理论概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/12653
https://www.koushare.com/video/videodetail/12654
https://www.koushare.com/video/videodetail/12655
第15讲-超导体的相位相干性与二维超流体的BKT相变概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/12806
https://www.koushare.com/video/videodetail/12809
https://www.koushare.com/video/videodetail/12811
第16讲-整数量子霍尔效应概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/13072
https://www.koushare.com/video/videodetail/13075
https://www.koushare.com/video/videodetail/13076
第17讲-Berry相位与能带拓扑概述 (上中下)
https://www.koushare.com/video/videodetail/13317
https://www.koushare.com/video/videodetail/13313
https://www.koushare.com/video/videodetail/13314
附加第18讲-弱局域化概述
https://www.koushare.com/video/videodetail/10269
https://www.koushare.com/video/videodetail/10270
https://www.koushare.com/video/videodetail/10271
https://www.koushare.com/video/videodetail/10272