物質科學與技術大學
賀文宇
研究員
助理院長
博士生導師
2022年4月加入
蘇州科技學院物質科學與技術大學
獻給中學生的話
賀文宇
匯聚態化學是研究物質匯聚相化學性質的一門學科。在日常生活中，固態和液態便是人們最為熟悉的匯聚相。因為物質由大量電子和原子構成凝聚態物理是什么意思，但是這種粒子在微觀上依循量子熱學描述，因而微觀粒子的量子漲落和海量的粒子數量引起的復雜度大大豐富了物質的匯聚相，這促使例如磁序、超導態、拓撲態和量子載流子液體等匯聚相可以在一些特定物質中出現。匯聚態化學的理論研究因為其體系的復雜度促使許多剛才接觸該領域的初學者倍感起步十分艱辛，但我覺得科研重在堅持不懈不輕易舍棄。在我過去的科研之路中，我多次感受到在越過一座座山峰穿過一個個勢壘后凝聚態物理是什么意思，了解到事物的本源給人帶來的痛快之感。那是一種恍然活潑曲徑通幽的心路歷程。因而，對于想更深入了解匯聚態化學的朋友們，我希望還能與你們一起探賾索隱、鉤深致遠，享受找尋真理奧妙的快樂。對無論是想從事科研工作還是想探求其它領域的朋友們，我希望你們就能在自己的求索之路上一直持之以恒。無論是科學研究還是生活的公路，雖然都是“路漫漫其修遠兮”，但我想只要我們堅持不懈不忘初心，這么一定可以“長風破浪會有時，直掛云帆濟滄?！?。
個人經歷
賀文宇老師2013年結業于上海師范學院化學學系，2013年至2018年在臺灣科技學院攻讀博士學位，其后在臺灣科技學院化學學系兼任博士后研究員至2020年。在2020年，賀文宇老師赴日本麻省理工大學材料實驗室繼續舉辦博士后工作，合作導師為德國科大學教授A.Lee院士。
賀文宇老師主要從事匯聚態化學的理論研究。在臺灣求學期間，賀文宇老師主要研究了二維過渡金屬絡合物的Ising超導態、雙層有拐角石墨烯的反常量子霍爾效應和拓撲材料中的磁電效應。在麻省理工大學兼任博士后研究員期間，賀文宇老師的興趣轉向了電子強關聯體系，對量子載流子液體態進行了深入的研究。在2022年4月，賀文宇老師回國加入北京科技學院物質大學，兼任助理院長、研究員、博士生導師。
研究方向
自上世紀八十年代量子霍爾效應和低溫超導現象發覺以來，物質中的拓撲態、電子強關聯效應和特別規超導態仍然是匯聚態化學中經久不衰的研究熱點。近些年來，隨著雙層石墨烯的問世，各色各樣的二維量子材料陸續涌現，為研究物質的拓撲態、電子強關聯效應和超導態提供了良好的二維材料平臺。我的課題組主要借助量子場論、平均場近似和群論等方式作為理論工具，研究量子材料中的新奇物態和物性。具體地說，我的課題組研究方向重點涉及以下三個方面：
1.找尋材料能帶拓撲與外場響應的深刻聯系。在具有拓撲能帶的材料體系中，電子波函數的幾何特點可以使材料彰顯出一系列的反常效應。其中最知名的事例是如圖一所示的量子反?；魻栃悍欠ξ兜耐負淠軒б肓舜嬖谟诓牧蠋吨械难h邊界電壓。不僅量子反?；魻栃酝猓牧系拇烹婍憫?、非線性電磁響應和熱磁效應等其它外場響應也被發覺與能帶拓撲和電子幾何特點有關。我的課題組將從量子場論中的響應理論出發深入挖掘材料的各類反常效應與能帶拓撲的內在聯系。
圖一左圖表示量子反?；魻栃械难h邊界電壓，下圖示意該構成該循環邊界電壓的電子邊界態存在于能隙中。
2.特別規超導特點研究。超導是指材料氣溫高于臨界氣溫時在電子輸運上彰顯的零內阻現象，是一種宏觀的量子效應（如圖二）。超導除具有零內阻的特點外還具有完全抗磁性。在精典的BCS理論中，超導源自電子庫伯對的匯聚。在近來發覺的許多超導材料中，配對電子被發覺具有強載流子軌道耦合效應，而且配對電子來自于具有拓撲的能帶。這種配對電子的新性質為超導帶來了例如高臨界磁場和超導晶閘管等新的超導特點。我的課題組將舉辦對特別規超導特點的研究，希望在超導中發覺更多新的化學現象。
圖二左圖是超導高于臨界氣溫時顯露的電子零內阻輸運，下圖示意超導中電子配對打開能隙產生庫伯對。
3.量子載流子液體態。量子載流子液體是一種在零溫下也沒有任何磁序的莫特絕緣體。在量子載流子液體中，電子經歷了載流子電荷分離，分數化產生了載流子子和電荷子，而且分數化產生的載流子子和電荷子由演生的規范場所聯系（如圖三），因而量子載流子液體具有長程的糾纏，被覺得是搭建量子估算機的良好平臺。量子載流子液體作為一種奇特的物態，不能用精典的朗道理論來描述，自概念提出之日起就遭到了廣泛的關注，但至今還未有明晰的實驗證據否認其存在。我的課題組將在理論上研究怎樣愈發著力可行地偵測材料的量子載流子液體態。
圖三(a)量子載流子液體示意圖。(b)量子載流子液體中電子分數化成由規范場聯系的載流子子和電荷子。
除上述研究方向以外，我的課題組也對拓撲超導、量子估算等方向具有濃厚的興趣，并對課題組成員自主探求新的研究方向秉持開放的心態。
興趣愛好
空閑時間我喜歡瞧瞧閑書，近來幾年覺得人到中年了，翻出先前中學數學課學過的古文詩詞和詩歌細細品位十分有意思，感受到常讀常新。工作之余我有時間會到瑜伽房跑跑步，夏季會去游泳館游泳，喜歡和自行車徒步。我在外求學多年，出席各類學術大會和暑假中學就順便到過不少國家和地方，所以也很喜歡旅行探求各地的風土人情和小吃。我對新事物特別感興趣，保持一顆飽含好奇的心算是從事科研多年的學佛所致。