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简介:

2008.09 - 2012.06 南开大学，物理系，本科

2012.08 - 2019.12 美国密西根州立大学，物理系，博士

2020.01 - 2022.06 美国阿贡国家实验室，X射线科学部，博士后

2022年9月，加入中国科学院物理研究所，表面物理实验室SF5组，任副研究员。

主要研究方向:

主要利用超快光谱学、超快电子衍射和超快X射线衍射等泵浦-探测的超快技术手段，探测量子材料中电子、自旋和晶格的超快动力学过程，研究多自由度耦合、超快激光诱导相变、光诱导隐藏量子态等科学问题。

过去的主要工作及获得的成果:

（1）飞秒激光脉冲诱导隐藏量子态。复杂量子体系中经常存在相互竞争的两个或多个量子态，例如不同的电荷密度波之间、电荷密度波和超导之间等，飞秒激光脉冲可以调控不同量子态的耦合作用，从而达到调控量子态的目的。实验观测发现了平衡条件下被禁止的电荷密度波序，把一个带状的电荷密度波转变成为棋盘状的电荷密度波体系。

（2）通过超快探测手段研究二维磁序的形成机理。晶格、电荷、自旋、轨道等自由度之间的耦合作用，对电荷和磁序的形成有密切关联。通过对二维反铁磁体系MPS₃ (M=Fe, Ni, Mn)中磁序重新形成的过程中晶格不同自由度的探测，发现层间剪切运动和磁序的形成有直接关联，为此系列体系中磁序的晶格调控提供了直接的方向。

（3）研究非平衡条件下飞秒激光诱导的超快相变路径和相图。飞秒激光激发后，体系的势能面会发生很大的变化，体系有可能进入一系列亚稳态或者平衡条件下不存在的量子态。实验通过对1T-TaS₂光致相变后电荷密度波波矢和大小进行追踪，发现非平衡相变路径呈台阶状，和平衡条件下的相变路径很不同，拓展了发现新奇量子态的手段。

代表性论文及专利:

1. Faran Zhou, Kyle Hwangbo, Qi Zhang, Chong Wang, Lingnan Shen, Jiawei Zhang, Qianni Jiang, Alfred Zong, YifanSu, Marc Zajac, Youngjun Ahn, Donald A. Walko, Richard D. Schaller, Jiun-Haw Chu, Nuh Gedik, Xiaodong Xu, DiXiao, HaidanWen*, "Dynamical criticality of spin-shear coupling in van der Waals antiferromagnets", Nat. Commun. 13, 6598 (2022).
2. Faran Zhou, Joseph Williams, Shuaishuai Sun, Christos D. Malliakas, Mercouri G. Kanatzidis, Alexander F. Kemper, Chong-Yu Ruan*, “Nonequilibrium dynamics of spontaneous symmetry breaking into a hidden state of charge-density wave”, Nat. Commun. 12, 566 (2021).
3. Faran Zhou, Joseph Williams, Chong-Yu Ruan*, “Femtosecond electron spectroscopy in an electron microscope with high brightness beams”, Chem. Phys. Lett. 683, 488-494 (2017).
4. Joseph Williams, Faran Zhou, Tianyin Sun, Zhensheng Tao, Kiseok Chang, Kyoko Makino, Martin Berz, Phillip M. Duxbury, Chong-Yu Ruan*, “Active control of bright electron beams with RF optics for femtosecond microscopy”, Struct. Dyna. 4, 044035 (2017).
5. Zhensheng Tao, Faran Zhou, Tzong-Ru T. Han, David Torres, Tongyu Wang, Nelson Sepulveda, Kiseok Chang, Margaret Young, Richard R. Lunt, Chong-Yu Ruan*, “The nature of photoinduced phase transition and metastable states in vanadium dioxide”, Sci. Rep. 6, 38514 (2016).
6. Tzong-Ru T. Han, Faran Zhou, Christos D. Malliakas, Phillip M. Duxbury, Subhendra D. Mahanti, Mercouri G. Kanatzidis, Chong-Yu Ruan*, “Exploration of metastability and hidden phases in correlated electron crystals visualized by femtosecond optical doping and electron crystallography”, Sci. Adv. 1, e1400173 (2015).

目前的研究课题及展望:

1，利用飞秒激光实现量子态的超快相干调控。通过激发特定相干态声子，利用相干态声子和量子态强耦合作用，实现量子态的相干调控。

2，研究量子材料中飞秒激光诱导的超快相变过程。探索非平衡条件下的相变路径、亚稳态、隐藏量子态等新奇物理现象。

3，通过研究材料的超快动力学过程，理解复杂体系的多自由度耦合和量子态的形成机理。

培养研究生情况:

计划招收硕士生或联合培养学生1-2名，联合培养学生与物理所学生同工同酬，具体补贴标准见研究生部网页 http://edu.iphy.ac.cn/moredetail.php?id=21240

欢迎对凝聚态物理、材料、光学感兴趣的同学加入。