金魁，超導(dǎo)室SC2課題組組長(zhǎng)。男，1981年生，2003年武漢大學(xué)學(xué)士，2008年中科院物理所博士，2008-2012年馬里蘭大學(xué)（Univerisity of Maryland, College Park）博士后。2012年12月底加入中科院物理所超導(dǎo)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。中科院“百人計(jì)劃”特聘研究員，博士生導(dǎo)師。在Nature、Nature Commun、PNAS、JACS、APL Mater、PRB等期刊發(fā)表論文30余篇。自2013年起受理、授予中國(guó)專(zhuān)利獎(jiǎng)逾10項(xiàng)
研究方向
本課題組研究方向可概括為“基于高通量組合薄膜技術(shù)探索新（超導(dǎo)）材料及物理研究”。
1.尋找新的(超導(dǎo))材料。以先進(jìn)的高通量合成技術(shù)為主要手段，制備外延組合薄膜及界面。超導(dǎo)薄膜通常是在超導(dǎo)多晶材料報(bào)道后才陸續(xù)被制備出來(lái)，但通過(guò)組合制備方法可以在同一塊襯底上制備出連續(xù)組分且空間可分辨的高質(zhì)量外延薄膜。高通量組合制備及微區(qū)高速表征技術(shù)是材料基因計(jì)劃（Materials Genome Initiative）的核心技術(shù)，可加速材料研發(fā)周期，保障新（超導(dǎo)）材料探索的可執(zhí)行性。此外制備異質(zhì)結(jié)/超晶格，利用界面發(fā)現(xiàn)新超導(dǎo)材料或者提高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度亦是我們感興趣的研究?jī)?nèi)容。
2.探索高溫超導(dǎo)機(jī)理。選取對(duì)機(jī)理理解至關(guān)重要卻缺乏高質(zhì)量單晶塊體的氧化物體系，制備出高質(zhì)量的（亞穩(wěn)態(tài)）單晶薄膜。工作圍繞高溫超導(dǎo)體系中與機(jī)理密切相關(guān)的量子臨界效應(yīng)來(lái)展開(kāi)，包括組分摻雜、強(qiáng)磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)等多種調(diào)控手段。發(fā)揮組合外延薄膜的優(yōu)勢(shì)深入挖掘高溫超導(dǎo)體系的多維電子態(tài)相圖，揭示其豐富的物理內(nèi)容。
獲得成果
1.在高溫超導(dǎo)體機(jī)理研究方面，a）國(guó)際上第一次從實(shí)驗(yàn)上給出了電子型銅氧化物過(guò)摻雜區(qū)域完整的相圖（測(cè)量至20mK），該相圖已被著名理論學(xué)家D.Scalapino在2012年為Rev. Mod. Phys.上撰寫(xiě)的綜述所采用。b）首次發(fā)現(xiàn)電子型銅氧化物中國(guó)足球協(xié)會(huì)超級(jí)聯(lián)賽導(dǎo)電性和線性電阻（高溫超導(dǎo)領(lǐng)域中常提到的“strange metal”）的散射率的強(qiáng)度密切相關(guān)。c）首次揭示電子型銅氧化物體系和超導(dǎo)邊界有關(guān)的第二種量子漲落。相關(guān)結(jié)果以第一作者發(fā)布在Nature(2011)和PNAS(2012)上，并在2012美國(guó)APS March Meeting邀請(qǐng)專(zhuān)場(chǎng)做邀請(qǐng)報(bào)告。
2.制備高質(zhì)量的唯一尖晶石氧化物超導(dǎo)單晶薄膜，結(jié)合電輸運(yùn)和點(diǎn)接觸隧道譜首次獲得該體系的電子態(tài)相圖，發(fā)現(xiàn)隨溫度升高其超導(dǎo)態(tài)上方存在軌道相關(guān)序，繼續(xù)升溫進(jìn)入自旋漲落區(qū)域（詳細(xì)請(qǐng)點(diǎn)擊）。部分結(jié)果發(fā)表在Nature Commun.（2015）。
3.在探索新超導(dǎo)體方面，通過(guò)高通量組合薄膜技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一種新的超導(dǎo)材料，是該技術(shù)迄今所發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)新超導(dǎo)材料，部分結(jié)果發(fā)布在APL Mater.(2013)上。在建設(shè)與發(fā)展高通量組合薄膜生長(zhǎng)和微區(qū)測(cè)量設(shè)備方面，自2013年已申請(qǐng)相關(guān)發(fā)明專(zhuān)利逾10項(xiàng)。
4.2022年1月，獲得2021年度中科院青年科學(xué)家獎(jiǎng)。
著作詳情
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研究課題
1.電子型高溫超導(dǎo)銅氧化物體系。包括量子臨界點(diǎn)的確認(rèn)和調(diào)控，測(cè)量包括電磁、熱及點(diǎn)接觸隧道譜等，最終建立以、氧為化學(xué)參量，含溫度、磁場(chǎng)等變量的高維相圖。通過(guò)與空穴型體系的對(duì)比，理解銅氧化物的超導(dǎo)機(jī)制。
2.其它氧化物超導(dǎo)體系薄膜的制備及物理研究，如唯一尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物超導(dǎo)體等。
3.自主設(shè)計(jì)各類(lèi)微區(qū)快速表征系統(tǒng)以及原位表征系統(tǒng)，適應(yīng)高通量材料的表征需求。應(yīng)用高通量組合薄膜制備與快速表征技術(shù)探索新（超導(dǎo)）材料。
4.尋找新的界面超導(dǎo)體系。以超薄膜或各類(lèi)有序量對(duì)界面的調(diào)制為突破口，獲取更高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。
參考資料 >
中科院頒發(fā)2021年度系列獎(jiǎng)項(xiàng) 10人獲青年科學(xué)家獎(jiǎng).中國(guó)新聞網(wǎng).2022-01-20
金魁 簡(jiǎn)介.中國(guó)科學(xué)院.2016-09-13