常凯,男,汉族,1964年8月出生于安徽省潜山市,中国科学院院士,博士生导师。现任第十四届全国政协常委,中国科学院半导体所超晶格国家重点实验室研究员,民盟中央常委。1996年,常凯从北京师范大学物理系凝聚态物理专业毕业并获博士学位;1996年至1998年,成为中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室博士后;1998年至2001年,赴比利时安特卫普大学物理系合作研究;2001年,获得百人计划资助并任中国科学院半导体研究所研究员;2019年11月,当选为中国科学院院士。常凯一直致力于半导体纳米结构的物理性质和半导体自旋电子学。
基本资料
中文名:常凯
国籍:中国
民族:汉族
籍贯:安徽省潜山市
出生日期:1964年8月
毕业院校:北京师范大学
职业:教育科研工作者
主要成就:2019年当选中国科学院院士
职称:中科院半导体所超晶格与微结构国家重点实验室研究员
性别:男
人物经历
1964年8月,常凯出生于安徽省潜山市。
1984年,毕业于阜阳师范学院(现阜阳师范大学)物理系。
1996年,从北京师范大学物理系凝聚态物理专业毕业并获博士学位。
1996年至1998年,在中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室做博士后。
1998年至2001年,赴比利时安特卫普大学物理系合作研究。
2001年,获得百人计划资助。同年,任中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员。
2005年,获得国家杰出青年基金资助。
2006—2010年,获得杰出青年基金资助。
2013年,入选国家百千万人才工程。
2019年11月,当选为中国科学院院士。
主要成就
常凯科研成就
科研综述
常凯从理论上预言了自组织InAs量子点和V型量子线中非对称的Stark效应,并被国际上著名的实验组证实和引用。在国际上较早开展对球形层状量子点的理论研究,并预言了可能存在II型激子。发现耦合量子阱中磁激子的基态是长寿命的暗激子,解释了A.C.Gossard小组观测到的反常实验现象。他系统细致地研究了不同自旋注入方案的优缺点。尤其是稀磁半导体量子点注入方案可以克服强磁场的障碍,研究了稀磁半导体二维电子气的纵向磁阻。在此基础上,考虑自旋-轨道耦合,发现在弱磁场下可以在弱极化体系中实现共振自旋极化。
常凯提出利用半导体极性界面调控半导体量子结构能隙,发现极性界面处存在极强的局域电场,可以显著的改变其能带结构,后得到实验证实。这为人工设计半导体物性打开了新的途径,在半导体结构中实现宽光谱光电响应(从红光到太赫兹);在主流半导体(Ge,InN)中实现拓扑相,突破了拓扑材料仅限于含有重元素的窄能隙体系的传统认识。发现窄能隙半导体非线性Rashba自旋轨道耦合效应,指出Rassba线性模型是常凯模型的一阶近似,而非线性行为是不可避免的,纠正了长期广泛使用的Rashba模型随动量增加而出现的严重偏差。预言窄能隙体系是观测自旋霍尔效应的最佳体系,并提出电场调控磁性的方案,为自旋调控提供了新机制。发展多带多体有效质量理论,在窄能隙半导体量子结构中发现激子绝缘体及新奇电子态的存在,得到实验验证。
科研成果奖励
科研项目
国家自然科学基金面上项目:"半导体纳米结构的光学性质"(2000-2002),特优。
论文发表
1.Spatiallyseparatedexcitonsinquantum-dotquantumwells,KaiChang,J.B.Xia,Phys.Rev.B57,9780(1998).
2.Quantum-confinedStarkeffectinGaAs/Al0.4Ga0.6AsV-shapedquantumwires,KaiChang,Jian-BaiXiaPhys.Rev.B58,2031(1998).
3.Brighttodarkexcitontransitioninsymmetriccoupledquantumwellsinducedbyanin-planemagneticfield,KaiChangandF.M.Peeters,Phys.Rev.B63,153307(2001).
4.Oscillatingmagnetoresistancethroughdilutedmagneticsemiconductorbarriers,KaiChang,J.B.XiaandF.M.Peeters,Phys.Rev.B65115209(2002).
5.Longitudinalspintransportindilutedmagneticsemiconductorsuperlattice,KaiChang,Jian-BaiXiaandF.M.PeetersPhys.Rev.B65155211(2002).
6.Quantum-confinedmagneto-Starkeffectindilutedmagneticsemiconductordoublequantumwells,KaiChang,etal.,Appl.Phys.Lett.80,1788(2002).
7.Magneticfieldtuningoftheeffectivegfactorinadilutedmagneticsemiconductorquantumdot,KaiChangetal.,Appl.Phys.Lett.82,2661(2003).
8.NonlinearRashbamodelandspinrelaxationinquantumwells,W.YangandKaiChang,Phys.Rev.B73,113303(2006);
9.Spinstatesandpersistentcurrentsinmesoscopicrings:spin-orbitinteractions,J.S.ShengandKaiChang,Phys.Rev.B74,235315(2006).
10.TunablegiantFaradayrotationofexcitoninsemiconductorquantumwellsembeddedinamirocavity,J.T.Liu,andKaiChang,Appl.Phys.Lett.90,061114(2007).
11.Tuningofenergylevelsandopticalpropertiesofgraphenequantumdots,Z.Z.Zhang,KaiChang,Phys.Rev.B77,235411(2008).
6.IntrinsicSpinHallEffectinducedbyuantumphasetransitioninHgCdTeQuantumWells,W.Yang,KaiChangandS.C.Zhang,Phys.Rev.Lett.100,056602(2008);
12.ElectricalswitchingoftheedgechanneltransportinHgTequantumwellswithaninvertedbandstructure,L.B.Zhang,F.Cheng,F.Zhai,andKaiChang,Phys.Rev.B83,081402(RapidCommunication)(2011);
13.ElectricallyControllableSurfaceMagnetismontheSurfaceofTopologicalInsulators,J.J.Zhu,D.X.Yao,S.C.Zhang,andKaiChang,Phys.Rev.Lett.106,097201(2011);
14.Valley-DependentBrewsterAnglesandGoos-HanchenEffectinStrainedGrapheneZ.Wu,F.Zhai,F.M.Peeters,H.Q.Xu,andKaiChang,Phys.Rev.Lett.106,176802(2011);
15.HelicalQuantumStatesinHgTeQuantumDotswithInvertedBandStructures
KaiChangandWen-KaiLouPhys.Rev.Lett.106,206802(2011);
16.Theshearmodeofmultilayergraphene,NatureMaterials11,294(2012)Tan,P.H.;Han,W.P.;Zhao,W.J.;Wu,Z.H.;Chang,K.;Wang,H.;Wang,Y.F.;Bonini,N.;Marzari,N.;Pugno,N.;Savini,G.;Lombardo,A.;Ferrari,A.C.
17.Polarization-DrivenTopologicalInsulatorTransitioninaGaN/InN/GaNQuantumWell,Phys.Rev.Lett.109,186803(2012),2012;
18.Anomalouselectrontrajectoryintopologicalinsulators,Phys.Rev.B87,161115(R)(2013),2013;
19.GenerationofPureBulkValleyCurrentinGraphene,Phys.Rev.Lett.110,046601(2013);
20.Interface-InducedTopologicalInsulatorTransitioninGaAs/Ge/GaAsQuantumWells,Phys.Rev.Lett.111,156402(2013);
21.QuantumSpinHallandQuantumAnomalousHallStatesRealizedinJunctionQuantumWells,Phys.Rev.Lett.112,216803(2014);
22.Strain-InducedPseudomagneticFieldsinTwistedGrapheneNanoribbons,Phys.Rev.Lett.112,096805(2014);
发表著作
1.半导体自旋电子学,SemiconductorSpintronics,WorldScientific,2012-08,第3作者
2.半导体自旋电子学,Semiconductorspintronics,科学出版社,2008-10,第3作者
常凯人才培养
团队建设
常凯的研究团队来自中国科学院半导体研究所,研究自旋三重态激子绝缘体的理论机制。
教学方法
常凯非常重视人才培养,他在授课演讲时会从多维度来描述为什么要研究半导体,如何研究半导体,研究半导体的方法以及研究半导体的意义,在这些过程中他会由浅入深,旁征博引并结合自身实际实验结果来使学生更容易理解核心原理。
学生培养
据2021年1月中国科学院大学网站显示,常凯在凝聚态物理这一专业已经培养博士研究生、硕士研究生数十人。
常凯荣誉表彰
社会任职
人物评价
常凯是中国半导体物理领域的优秀学科带头人。(北京师范大学物理系评)
常凯是半导体量子点的g因子调控理论积极探索者。(清华大学低维量子物理实验室评)
常凯是个科学态度严谨,十分注重理论和实践相结合的研究者。(中国科学院半导体研究所评)
常凯是个非常专注的人,一直深耕半导体基础物理研究领域。(中科院科教融合网)