研究队伍
院士专家
研究部主任
博士生导师
杰出青年基金获得者
优秀青年基金获得者
万人计划
创新人才推进计划
研究员
副研究员
张志东
性 别 最高学历 博士研究生
职 称 研究员 专家类别 博士生导师
部 门 沈阳材料科学国家(联合)实验室 磁性材料与磁学研究部
通讯地址 辽宁省沈阳市沈河区文化路72号,中国科学院金属研究所,磁性材料与磁学研究部
邮政编码 110016 电子邮件 zdzhang@imr.ac.cn
电 话 +86-24-23971859 传 真 +86-24-23891320
简历:

  197909月至198307月南京大学物理系晶体物理专业,获得理学学士学位。

  198309月至198603月中国科学院金属研究所金属材料及热处理专业,获得工学硕士学位。

  198603月至198611月中国科学院金属研究所研究实习员

  198611月至198910月中国科学院金属研究所金属材料及热处理专业,获得工学博士学位。

  198708月至198809月荷兰阿姆斯特丹大学合培博士生

  198910月至199205月中国科学院金属研究所助理研究员

  199205月至199301月中国科学院金属研究所副研究员

  199301月至今中国科学院金属研究所研究员

  199501月至今中国科学院金属研究所研究室(部)主任、博士生导师

  199611月至199712月美国加州大学伯克利分校访问学者

  199905月至200305月中国科学院金属研究所首席研究员

  200305月至今沈阳材料科学国家(联合)实验室磁性材料与磁学研究部主任

研究领域:

  从事磁性和磁性材料、凝聚态物理、统计物理研究。主要研究方向:1)金属化合物的结构和磁性、磁致伸缩、磁熵变、磁电阻、超导等性能。2)纳米复合功能材料(纳米胶囊、多层膜等)的维度效应、复合效应以及电磁性能。3)玻色爱因斯坦凝聚动力学、超流和超导的理论。4三维伊辛模型精确解以及相关数学基础、物理内涵的探索。

承担科研项目情况:

  1) 三维伊辛模型精确解猜想以及数学结构

  三维伊辛模型精确解是学术界公认的物理学难题。报导了对三维简单正交晶格伊辛模型的猜想以及推定精确解的详细计算过程。提出用附加一维旋转幺正变换和拓扑相因子两个猜想处理其中的拓扑学问题,得到三维伊辛模型推定的精确解。计算了三维简单正交晶格伊辛模型的配分函数、比热、自发磁化强度、自旋关联函数、关联长度、磁化率。推定临界指数为a = 0, b = 3/8, g = 5/4, d = 13/3, h = 1/8 n = 2/3,满足普适律和标度律。发现系统的对称性越高,居里温度越高。简单立方伊辛模型在三维系统具有最高的对称性,具有三维最高的居里温度黄金。正方伊辛模型在二维系统具有最高的对称性,具有二维最高的居里温度白银解进一步从拓扑、几何、代数的角度深入地研究了三维伊辛模型的数学结构。

 

Temperature dependence of the specific heat of the simple orthorhombic Ising lattices

  2)自旋-轨道耦合对凝聚和超流的相反影响

  研究在零温BCS-BEC跨越时Rashba自旋-轨道耦合对一个二分量费米气体的凝聚密度和超流密度张量的影响。在各向异性的三维体系,发现自旋-轨道耦合对凝聚(增强)和超流(在自旋-轨道耦合方向上压制)具有相反的影响。这个效应在非常弱相互作用以及自旋-轨道耦合强度大于一个特征值的条件下变得最为显著。

 

Condensed and superfluid fraction of 3D Fermi gas as functions of l/vF and l/kFa

  3)壳核结构纳米胶囊的介观磁性和电磁性能。

  开展磁性纳米胶囊的制备、磁性和电磁性能的研究。用直流电弧等离子体法、化学气相冷凝、高温反应法等技术在不同气氛中制备三十余种新型磁性纳米胶囊。在系统深入地研究各种纳米胶囊的壳-核结构和生长机制的基础上,提出了数种制备磁性纳米胶囊的新方法。研究磁性纳米胶囊的结构、磁性和电磁性能以及相互之间的关系。

 

碳包覆稀土Gd纳米胶囊的高分辨电镜照片

  4)过渡金属化合物的结构和磁性、磁致伸缩、磁电阻、磁熵变

  探索和设计新型过渡金属间化合物。研究相变相关的磁电阻、磁卡和磁弹性效应的过渡金属间化合物及合金材料。通过离子代换、元素掺杂等调整样品的相变温度、磁电阻(或磁熵变、磁弹)效应的大小。研究相变材料具有大磁电阻、磁熵变和磁弹效应的机理,研究过渡金属间化合物磁输运特性、机理与结构变的关系,以及外加磁场和压力对磁热和磁电阻的调控等基础问题。重点发展在室温附近、低场条件下具有大磁电阻、磁热和磁弹性效应的材料。

 

Ni–Mn–In合金中的磁-结构耦合、热膨胀系数与磁性的关系

  5)薄膜材料中的交换耦合和功能复合

  用磁控溅射、激光脉冲沉积、分子束外延等方法制备金属以及氧化物薄膜、多层膜,研究其中存在的尺寸效应、交换耦合效应。研究不同磁性的材料之间以及与其它功能材料之间的功能复合。研究交换偏置、磁电阻、角度相关磁电阻等现象。

 

Pr0.7Ca0.3MnO3 薄膜中角度相关磁电阻

社会任职:

  2000年01月至2003年12月Journal of Physics: Condensed Matter顾问编委; 2004年01月至今中国材料学会理事; 2001年01月至今中国物理学会磁学分会副主任; 2006年01月至今Institute of Physics Publishing China Sci Advisory Committee顾问委员。

获奖及荣誉:

  1995年《三元铁基稀土过渡金属化合物的结构和磁性》获国家自然科学奖三等奖。

  1996年《磁技术在油田应用的研究》获国家科技进步奖三等奖。

  1992年获中国青年科技奖。

  1993年获中国科学院青年科学家奖一等奖。

  1994年获辽宁省十大杰出青年。

  1995年入选国家百千万人才工程百人层次。

  1997年获得国家杰出青年基金。

  1998年获中国科学院优秀研究生导师。

  2001年获中国科学院彭荫刚优秀研究生导师奖。

  2004年沈阳市十大科技英才。

  2011年“磁性纳米胶囊的制备、磁性和电磁性能研究”获得辽宁省科学技术奖一等奖(自然科学)。

代表论著:

  [1] “Fermi level shifting, charge transfer and induced magnetic coupling at La0.7Ca0.3MnO3/LaNiO3 interface”, X.K. Ning, Z.J. Wang and Z.D. Zhang, Scientific Report (2015) accepted.

  [2] “High Curie temperature and coercivity performance of Fe3-xCrxSe4 nanostructures”, S.J. Li, D. Li, W. Liu and Z.D. Zhang, Nanoscale (2015) accepted.

  [3] “Granularity Controlled Non-Saturating Linear Magneto-resistance in Topological Insulator Bi2Te3 Films”, Z.H. Wang, L. Yang, X.J. Li, X.T. Zhao, H.L. Wang, Z.D. Zhang and Xuan P. A. Gao, Nano Letter 14 (2014) 6510.

  [4] “Large, tunable low-field magnetoresistance in La0.7Sr0.3MnO3:NiO nanocomposite films modulated by microstructures”, X.K. Ning, Z.J. Wang, Z.D. Zhang, Adv. Funct. Mater. 24 (2014) 5393.

  [5] “Experimental observation of Dirac-like surface states and topological phase transition in Pb1-xSnxTe (111) films”, C.H. Yan, J.W. Liu, Y.Y. Zang, J.F. Wang, Z.Y. Wang, P. Wang, Z.D. Zhang, L.L. Wang, X.C. Ma, S.H. Ji, K. He, L. Fu, W.H. Duan, Q.K. Xue, and X. Chen, Phys. Rev. Lett. 112 (2014) 186801.

  [6] “Fidelity susceptibility and topological phase transition of a two dimensional spin-orbit coupled Fermi superfluid”, X.B. Luo, K.Z. Zhou, W.M. Liu, Z.X. Liang, and Z.D. Zhang, Phys. Rev. A 89 (2014) 043612.

  [7] “Flower-like dynamics of coupled Skyrmions with dual resonant modes by a single-frequency microwave field”, Y.Y. Dai, H. Wang, T. Yang, W.J. Ren, Z. D. Zhang, Scientific Report 4 (2014) 6153.

  [8] “Unveiling the electronic origin of anion order in CrO2-xFx”, B. Li, Y.N. Chen, H. Wang, W. Liang, G.Y. Liu, W.J. Ren, C.F. Li, Z.Q. Liu, G.H. Rao, C.Q. Jin and Z.D. Zhang,. Chem. Commun. 50 (2014) 799.

  [9] “Microwave absorption properties of core double-shell FeCo/C/BaTiO3 nanocomposites”, J.J. Jiang, D. Li, D.Y. Geng, J. An, J. He, W. Liu and Z.D. Zhang, Nanoscale 6 (2014) 3967.

  [10] “Mathematical structure of the three - dimensional (3D) Ising model”, Z.D. Zhang, Chinese Phys. B 22 (2013) 030513.

  [11] “Ambipolar surface conduction in ternary topological insulator Bi2(Te1-xSex)3 nanoribbons”, Z.H. Wang, Richard L. J. Qiu, C.H. Lee, Z.D. Zhang and Xuan P. A. Gao, ACS Nano 7 (2013) 2126.

  [12] “Broadband microwave absorption of CoNi@C nanocapsules enhanced by dual dielectric relaxation and multiple magnetic resonances”, H. Wang, Y. Y. Dai, W. J. Gong, D. Y. Geng, S. Ma, D. Li, W. Liu, Z. D. Zhang, Appl. Phys. Lett. 102 (2013) 223113.

  [13] “Skyrmion ground state and gyration of skyrmions in magnetic nanodisks without the Dzyaloshinskii-Moriya interaction”. Y. Y. Dai, H. Wang, P. Tao, T. Yang, W.J. Ren, Z. D. Zhang, Phys. Rev. B 88 (2013) 054403.

  [14] “Understanding strong magnetostriction in Fe100-xGax alloys”, H. Wang, Y. N. Zhang, R. Q. Wu, L. Z. Sun, D. S. Xu, and Z. D. Zhang, Scientific Report, 3 (2013) 03521.

  [15] “Opposite effect of spin-orbit coupling on condensation and superfluidity”, K.Z. Zhou and Z.D. Zhang, Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 025301.

  [16] “High Curie temperature Bi1.85Mn0.15Te3 nanoplates”, L.N. Cheng, Z.G. Chen, S. Ma, Z.D. Zhang, Y. Wang, H.Y. Xu, L. Yang, G. Han, K. Jack, G.Q. Lu and J. Zou, J. American Chem. Soc. 134 (2012) 18920.

  [17] “Conjectures on the exact solution of three - dimensional (3D) simple orthorhombic Ising lattices”, Z. D. Zhang, Philosophical Magazine 87 (2007) 5309.

近期国际国内会议报告:

  [1] “Magnetic Nanocapsules”, International Symposium on Smart Materials and Devices, Hong Kong December 10-11, 2007.

  [2] “Conjectures on exact solution of 3D Ising models”, 4th International Symposia on Magnetic Industry, Shenyang, October 13-16, 2008

  [3] “Permanent Magnets”, 3 hours lectures, IEEE Summer School, Nanjing, September 20-25, 2009.

  [4] “Magnetic Nanocapsules”, International Conference on Frustrated Spin Systems, Cold Atoms, Nanomaterials, Hanoi, July 14-16, 2010.

  [5] “Permanent Magnetic Films”, International Conference of Asian Union of Magnetics Societies (AUMS), Jeju, Korea, December 6-8, 2010.

  [6] “Electromagnetic Properties and Microwave Absorption of Magnetic Nanocapsules”, 2011 Virtual Conference on Nanoscale Science and Technology, Chengdu, October 26-29, 2011.

  [7] “Electromagnetic Properties and Microwave Absorption of Magnetic Nanocapsules”, 2012 Nano Korea, Seoul, Korea, August 16-18, 2012.

  [8] “Outlook on the mathematical structure of the three-dimensional (3D) Ising model”, four parts (50 mins. each): I. Conjectures and their consequence; II. On knot theory aspects; III. Algebraic aspects; IV. Geometrical aspects. Hypercomplex Seminar 2012: (Hyper)Complex Function Theory, Regression, (Crystal) Lattices, Fractals, Chaos, and Physics, at Będlewo, Poland, July 08-15, 2012.

  [9] “Spin Textures in Magnetic Nanodisks with Competing Energies”, 8th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing(PRICM-8), Hawaii, USA, August 04-09, 2013.

  [10] “Topological and algebraic approaches on the 3D Ising model”, Smart functional materials for shaping our future,Debrecen, Hungary; 19-20 September 2014.

近期获得专利:

  1,刘伟、张志东、孙校开、耿殿禹、赵新国、刘家平、大卫·斯尔玛雅;种纳米复合稀土永磁薄膜材料及其制备, 2005年批准,专利号ZL01133311.1

  2,耿殿禹、张志东、赵新国、司平占、刘伟、张维山、游才印、李达;一种带有氧化铝壳的复合金属纳米粉末材料及制备方法; 2004年批准,专利号ZL02109247.8,

  3司平占、张明、张志东、耿殿禹、赵新国、刘伟;一种大量生产二硫化钼类富勒烯纳米结构的方法; 2005年批准,专利号ZL03110897.0

个人网页: