王俊忠,河北邯郸人,教授,博士生导师。1988年于河北师范大学物理系获学士学位。1991年于四川师范大学固体物理研究所获硕士学位。2000年于中科院物理研究所获博士学位。2000年-2007年间,先后在中科院表面物理国家重点实验室,德国Max-Planck微结构物理研究所,日本东北大学金属材料研究所,新加坡国立大学做博士后或访问研究工作。2007年7月-至今,在西南大学物理科学与技术学院任教。研究领域集中在表面和界面物理,薄膜和纳米结构,利用分子束外延薄膜生长技术和超高真空低温STM表征方法,研究新型二维材料、外延薄膜生长、低维纳米结构等课题。先后主持了5项国家自然科学基金面上项目,以通讯作者或第一作者身份发表SCI论文80余篇,包括Phys. Rev. Lett. (1篇), ACS Nano (2篇), Phys. Rev. B (9篇),Small (1篇),Nano Research (1篇), 2D Mater. (1篇),Appl. Surf. Sci. (4篇),PCCP (5篇),J. Phys. Chem. C (2篇)、Appl. Phys. Lett.和J. Chem. Phys.各1篇,文章被引用300多次。
研究方向:
(1)新型二维材料的结构和量子效应
(2)低维纳米结构的设计,构筑和物性
(3)有机分子薄膜的外延生长及其机理
(4)手性材料,二维冰和界面水结构
研究手段:
主要利用超高真空扫描隧道显微镜(STM)和分子束外延设备(MBE),在半导体或金属基底上制备低维纳米结构和新型二维材料,如镓烯,蓝磷烯。在原子尺度上原位观察二维材料和薄膜的结构形貌;利用扫描隧道谱(STS)技术测量电子态密度分布,揭示薄膜生长的微观机制及新奇量子效应。
主要研究成果:
(1)国际上首次利用外延生长方法制备出新的二维材料:镓烯。在半导体Si(111)-7x7表面上生长两层Ga薄膜:第一层是过渡缓冲层,第二层是类似于石墨烯的六角蜂窝结构。
(2)在Si(111)基底上生长出透明的Cd薄膜,利用STM直接观察到埋藏于薄膜下方的衬底Si原子。电子态密度测量发现界面散射诱导的安德森局域化导致界面原子成像的物理机制。
(3)利用低温生长技术在石墨基底上制备出一种新奇的二维冰:非共边的水六聚体自组装形成单层冰,非常类似于水的高压相:冰-II。与传统的六角冰不同,水分子之间的氢键全部位于面内,垂直于膜面方向上没有氢键。
(4)首次在有机半导体薄膜中观察到了应力释放引起的质量密度波,在原子尺度上揭示了外延薄膜应力释放的微观机制,为提高外延薄膜的质量提供了新的思路。
(5)发明了一套柔性沉积技术,把结构复杂的单分子磁体Mn12完整移植到固体表面,并构筑了单自旋分子的二维阵列,为实现单分子磁体的量子操纵和量子计算提供了实验基础。
(6)通过对分子充放电技术,首次制备出氢键连接的超分子马达(乙醇或水的纳米结构)。
欢迎对量子物理和二维材料有兴趣的同学加入本课题组, 邮箱jzwangcn@swu.edu.cn
教学方面:
承担本科生《热力学与统计物理》和研究生《磁学和磁电子学》课程。
主持的科研项目:
1.利用低温STM探测水化电子在水团簇和二维冰中的分布和局域化。
国家自然科学基金 面上项目(2019.01-2022.12), 直接经费64万元。
2.基于充电态和氢键构筑表面安装的超分子马达。
国家自然科学基金 面上项目(2016.01-2019.12), 直接经费73万元。
3.基于单分子磁体的单自旋态制备和检测。
国家自然科学基金 重大研究计划培育项目(2012.01-2014.12),80万元。
4.半金属表面上分子手性的构筑和识别。
国家自然科学基金 面上项目(2012.01-2015.12), 61.00万元。
5.STM研究有机薄膜台阶失稳的动力学过程
国家自然科学基金 面上项目(2010.01-2012.12), 42.00万元.
近期发表的论文:
1. Hao Wang, Zuo Li, Kai Sun, Min-Long Tao, Gang Yao, Hua-Xing Zhu, Jun-Zhong Wang*, Epitaxial growth of Si thin films with hexagonal close-packed structures on metal substrates, Journal of Chemical Physics, 2023, 159, 214704.
2. Ming-Xia Shi, Min-Long Tao, Kai Sun, Zuo Li, Da-Xiao Yang, Jun-Zhong Wang*, Structural transition and interconversion between the 2D self-assembled structures of pentacene, Phys. Chem. Chem. Phys. 2022, 24, 17744.
3. Qing Han, Zuo Li, Kai Sun*, Min-Long Tao, Ming-Xia Shi, Da-Xiao Yang, Jing-Xiang Xia, Jia-Jie Wan and Jun-Zhong Wang*. Spontaneous chiral resolution of pentahelicene molecules on Cd(0001), Phys. Chem. Chem. Phys. 2022, 24, 10292.
4. Ming-Xia Shi, Jiyu Xu*, Kai Sun, Min-Long Tao, Ji-Yong Yang, Da-Xiao Yang, Zi-Long Wang, Zuo Li, Jun-Zhong Wang*, Qi-Kun Xue*, and Sheng Meng*. Simultaneous switching of supramolecular chirality and organizational chirality driven by Coulomb expansion, Nano Research, 2022, 15, 5316.
5. Zi-Long Wang, Kai Sun, Min-Long Tao, Da-Xiao Yang, Ming-Xia Shi, Zuo Li, Jun-Zhong Wang*, Commensurate-incommensurate transition and strain relief patterns in monolayer C60 on Cd(0001), Physical Review B, 2021, 103, 245430.
6. Jing-Xiang Xia, Zuo Li, Qing Han, Jia-Jie Wan, Ming-Xia Shi, Min-Long Tao, Kai Sun, Jun- Zhong Wang*, Homochiral to heterochiral transition in a pentahelicene monolayer on Bi(111), Phys. Chem. Chem. Phys. 2021, 23, 24344.
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11. Tao Min-Long, Sun Kai, Zhang Xin, Zhao Li-Juan, Yang Da-Xiao, Wang Zi-Long, Wang Jun-Zhong*. Direct observation of the water dimer adsorbed on graphite. Applied Surface Science, 2020, 505, 144600.
12. Ra-Ru Wang, Ji-Yu Xu, Chao-Ke Ma, Ming-Xia Shi, Yu-Bing Tu, Kai Sun, S. Meng, Jun-Zhong Wang*, Ice-II like monolayer ice grown on graphite surface, Journal of Physical Chemistry C, 2019, 123, 20297.
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31. K. Sun, M. L. Tao, Y. B. Tu, J. Z. Wang*, Off-Center Rotation of CuPc Molecular Rotor on a Bi(111) Surface and the Chiral Feature, Molecules, 22, 740 (2017).