龙有文 ，男，1979年5月生，博士。中国科学院物理研究所研究员，博士生导师。2011年中科院“**计划”，2012年国家“青年**计划”，2013年科技部青年973项目首席科学家。

教育与工作经历：

2011.9 – 至今：中科院物理研究所，研究员。

2009.8 - 2011.7 ：日本理化学研究所（Y. Tokura 研究组），客座研究员。

2007.9 -  2009.7：日本京都大学化学研究所（Y. Shimakawa 研究组），博士后研究员。

 2002.9 - 2007.8：中科院物理研究所硕博连读，博士学位。

1998.9 - 2002.7 ：湖南师范大学物理系，学士学位。

学术兼职：

1、中国晶体学会极端条件晶体材料专业委员会秘书。

2、目前为Adv. Mater.、Sci. Rep.、JAP、JPCS、EPJ 等多家刊物审稿人。

主讲课程：

资料更新中……

培养研究生情况：

每年拟招聘硕博连读研究生或博士生3名，博士后1名，欢迎物理、材料或化学专业的毕业生报考。本组将提供优厚待遇及国际交流机会。

主要研究方向： 超常规条件下新材料的制备、表征、调控与物理

（1）、新型功能材料的高压制备与物性研究；

（2）、大尺寸单晶的高压生长与物理；

（3）、奇异电子态化合物的多场调控。

承担科研项目情况：

青年**计划项目、**计划项目、973项目、科学院仪器项目、基金委项目。

科研成果： 　　

利用高温高压等极端实验手段，率先获得多个新型过渡金属氧化物材料体系，并观察到压力诱导的多个新相。近年来利用新的方法，在长期困扰人们的大块高压单晶生长技术方面取得突破性进展，国际上首次获得大尺寸高质量的系列高压单晶。在以上新型化合物中，观察到一系列引人入胜的物理现象，诸如Mott体的绝缘体-金属化相变、金属间的电荷转移、负热膨胀、磁电多铁电性、压力诱导的结构与自旋态相变、磁场驱使的变磁性等等。这些都是基础研究与应用研究的兴趣所在。2005年至今已在《Nature》、《Phys. Rev. Lett.》、《J. Am. Chem. Soc.》等刊物上表SCI学术论文约30篇，含期刊特邀综述3篇。相关研究工作被《Nature》选为封内文章，并被《Physics》、《NPG Asia Materials》等选作研究亮点，同时被国内外多家知名媒体报导。此外，已授权日本专利1项（并已申报为国际专利）、中国专利多项。

研究课题及展望：

科技突破与社会发展很大程度上取决于先进功能材料的发现与更新。在常规烧结条件下，新材料的研制已变得越来越难。高压作为一种重要的极端条件手段，为寻找特殊性能的功能材料提供了丰富的来源。因此，利用高压高温等超常规合成手段，是目前新材料探索领域内具有重要战略意义的发展方向。我们长期致力于发展极端的制备条件，以得到基础研究与应用研究并重的新型功能材料。同时，运用多种调控手段研究物质的晶体结构与电子性质，发掘结构-物性关系，以便设计特殊性能的新型材料。本人受物理所人才启动计划、科学院**计划、国家青年**计划、科技部973项目等的支持，正开展这些实验凝聚态物理的前沿研究工作。

2005年至今已发表SCI学术论文30余篇，包括特邀综述3篇，Nature、JACS、PRL等多篇，单篇最高引用百余次。

发表英文论文：

1. X. Wang, Y. Chai, L. Zhou, H. Cao, C. Cruz, J. Yang, J. Dai, Y. Yin, Z. Yuan, S. Zhang, R. Yu, M. Azuma, Y. Shimakawa, H. Zhang, S. Dong, Y. Sun, C. Jin, and Y.W. Long*, " Observation of Magnetoelectric Multiferroicity in a Cubic Perovskite System: LaMn₃Cr₄O₁₂" Phys. Rev. Lett. 115, 087601 (2015) [Editors' Suggestion, Highlight in Physics].

2. J.Y. Yang, L. Zhou, J.G. Cheng, Z.W. Hu, C.Y. Kuo, C.W. Pao, L.Y. Jang, J.F. Lee, J.H. Dai, S.J. Zhang, S.M. Feng, P.P. Kong, Z. Yuan, Jie Yuan, Y. Uwatoko, T. Liu, C.Q. Jin and Y.W. Long*,“Charge Transfer Induced Multifunctional Transitions with Sensitive Pressure Manipulation in a Metal-rganic Framework”, Inorg. Chem. 54, 6433 (2015).

3. J.Y. Yang, C. Terakura, M. Medarde, J.S. White, D. Sheptyakov, X.Z. Yan, N.N. Li, W.G.Yang, H.L. Xia, J.H. Dai, Y.Y. Yin, Y.Y. Jiao, J.G. Cheng, Y.L. Bu, Q.F. Zhang, X.D. Li, C.Q. Jin, Y. Taguchi, Y. Tokura, and Y.W. Long*，“Pressure-induced spin reorientation and spin state transition in SrCoO₃” Phys. Rev. B 92, 195147 (2015).

4. Y.W. Long*, N. Hayashi, T. Saito, M. Azuma, S. Muranaka, and Y. Shimakawa, “Temperature-induced A–B intersite charge transfer in an A-site-ordered LaCu₃Fe₄O₁₂ perovskite”, Nature 458, 60-63 (2009) [入选当期Nature封内推荐论文]. 5. Y.W. Long*, T. Saito, M. Mizumaki, A. Agui, and Y. Shimakawa, “Various Valence States of Square-Coordinated Mn in A-Site-Ordered Perovskites” J. Am. Chem. Soc. 131, 16244-16247 (2009).

6. J.S. Zhou, C.Q. Jin, Y.W. Long, L.X. Yang, and J.B. Goodenough, “Anomalous Electronic State in CaCrO₃ and SrCrO₃”, Phys. Rev. Lett. 96, 046408 (2006).

7. Y.W. Long*, Y. Kaneko, S. Ishiwata, Y. Tokunaga, T. Matsuda, H. Wadati, Y. Tanaka, S. Shin, Y. Tokura, and Y. Taguchi, “ Evolution of magnetic phases in single crystals of SrFe1-xCoxO₃ solid solution” Phys. Rev. B 86, 064436 (2012).

8. Y.W. Long, T. Kawakami, W. Chen, T. Saito, T. Watanuki, Y. Nakakura, Q.Q. Liu, C.Q. Jin, and Y. Shimakawa, “Pressure Effect on Intersite Charge Transfer in A-site-Ordered Double-Perovskite-Structure Oxide”, Chem. Mater. 24, 2235 (2012).

9. Y.W. Long*, Q. Q. Liu, Y. X. Lv, R. C. Yu, and C. Q. Jin, “Various 3d-4f spin interactions and field-induced metamagnetism in the Cr5+ system DyCrO₄” Phys. Rev. B 83, 024416 (2011).

10. Y.W. Long, W. W. Zhang, L. X. Yang, Y. Yu, R. C. Yu, S. Ding, Y. L. Liu, and C. Q. Jin, “Pressure-induced structural phase transition in CaCrO₄: Evidence from Raman scattering studies”, Appl. Phys. Lett. 87, 181901 (2005).                

      发表中文论文： 

1 浅析电子型掺杂铜氧化物超导体的退火过程 优先出版 贾艳丽; 杨桦; 袁洁; 于和善; 冯中沛; 夏海亮; 石玉君; 何格; 胡卫; 龙有文; 朱北沂; 金魁 物理学报 2015/21

2 Magnetocaloric effect study of SrFe_0.8Co_0.2O₃ single crystal prepared under high pressure 夏海亮; 秦晓梅; 杨俊叶; 殷云宇; 戴建洪; 石旺舟; 龙有文 Chinese Physics B 2015/05

3 CaCrO₄与YCrO₄的高压拉曼及晶体结构相变研究 龙有文; 杨留响; 靳常青 光散射学报 2009/02

4 新型带宽调制型Mott化合物的高压合成及其金属化相变 龙有文; 杨留响; 靳常青; 周建十; J B Goodenough 物理 2007/08

5 我的研究经历与体会 龙有文 物理 2008/09

6 RCrO₄(R=Nd，Dy)化合物的高压Raman散射与结构相变研究 龙有文; 杨留响; 靳常青 第十四届全国光散射学术会议 中国会议 2007-10 6  

荣誉奖励：

1、2012年获国家“青年**计划”。

2、2013年科技部青年973项目首席科学家。

3、2011年获科学院“**计划”。

4、2006年中国物理学会高压物理专业委员会优秀论文奖。 

磁电多铁性材料是指同时具有磁有序与电极化有序的一类多功能材料，利用两种有序的共存和相互耦合，可以实现磁场调控电极化或用电场改变磁性质。近十年来，多铁性材料由于丰富的物理内含和广泛的应用前景，一直是凝聚态物理和材料科学的一个研究热点。钙钛矿氧化物是研究铁电与多铁性最重要的材料体系之一。在传统钙钛矿铁电体中，电极化来源于离子位移导致空间反演对称性的破缺。因此，人们通常认为在具有空间反演中心的高对称性晶格如立方晶格中，不会出现铁电有序。事实上，人们从未在立方钙钛矿体系中观察到铁电性。然而，在多铁性材料中，电极化的产生不再局限于离子位移，可以具有更加多样化的起源，甚至与自旋结构密切相关；同时，体系的总对称性也由晶体对称性和磁对称性共同决定，并不要求各自破环空间反演对称。一些特殊情况下，高对称性的立方晶格也可能表现出电极化和多铁性。但是，迄今为止，人们尚未找到具有立方钙钛矿晶格多铁性的真实案例。近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）极端条件物理重点实验室Ex6组龙有文“**计划”特聘研究员与磁学国家重点实验室M06组柴一晟副研究员、孙阳研究员等合作，在立方晶格多铁性的研究方面取得了突破性进展，首次发现一种立方晶格钙钛矿多铁性材料。

化学组成为AA'₃B₄O₁₂的A位有序钙钛矿为实现立方晶格多铁性提供了可能。在这个特殊有序的材料体系中，A'位与B位同时容纳过渡金属离子，可产生诸如A'-A'，A'-B，B-B等多种磁电相互作用。因而，通过选择合适的A'位与B位过渡金属离子，一方面可以保持材料的立方晶体结构，另一方面亦可形成特定的自旋有序结构，并诱导出多铁性。A位有序钙钛矿往往只在高温高压的极端条件下才能获得。龙有文特聘研究员长期从事新型A位有序钙钛矿的高压制备，近年来发现了多种高压合成新体系的多种新颖物理性质。例如，首次在高压下获得了具有反常负热膨胀的磁电多功能材料体系LaCu₃Fe₄O₁₂ [Long* et al, Nature, 458, 60 (2009)，入选当期Nature封内推荐论文；Mater. Chem. 24, 2235 (2012)]; 反常电子态体系LaMn₃Ti₄O₁₂ [Long* et al, JACS, 131, 16244 (2009)]等等。最近，利用研究团队集成的综合性能优越的高压高温制备系统，龙有文指导研究生王潇、周龙等人在高压高温条件下获得了A位有序钙钛矿LaMn₃Cr₄O₁₂。结构分析表明，该体系在实验测试的温区内（2-300 K）始终保持空间群为Im-3的立方晶体结构。磁化率测试显示这个材料在150 K与50 K存在两个反铁磁相变，中子衍射进一步确定150 K（T_Cr）的反铁磁相变来自B位Cr³⁺-亚晶格的自旋有序，而50 K（T_Mn）的反铁磁相变则来自于A'位Mn³⁺-亚晶格的自旋有序。中子精修实验结果表明，这两套磁性亚晶格均具有G-型反铁磁自旋结构，自旋取向沿晶体的[111]方向。在这个体系中，虽然单独的Cr-亚晶格与Mn-亚晶格具有非极化的磁空间群，但当把这两套磁性亚晶格当做一个整体考虑时，可获得一个具有极性的磁空间群，从而满足产生电极化的对称性要求。利用自主研制的多功能磁电耦合效应测量系统，柴一晟与孙阳等详细测试了LaMn₃Cr₄O₁₂的介电常数与热释电效应，发现在磁有序温度T_Mn处，出现介电常数、热释电与电极化的急剧改变；当外加极化电场方向反转时，热释电与电极化的符号也发生反转，表明伴随磁有序的出现产生了本征的电极化。并且，外加磁场对电极化与介电常数有显著的影响，增大磁场可大大提高热释电与电极化的强度。同时，电极化的变化依赖于外加磁场与电场的相对取向，表现出较强的各向异性磁电耦合效应。这些实验结果清楚地表明，Cr-与Mn-亚晶格的自旋有序导致了本征电极化的出现。因此，LaMn₃Cr₄O₁₂成为第一个被发现的具有立方钙钛矿晶格的多铁性材料体系。

这项研究不仅在立方晶格多铁性材料的制备方面取得了重要突破，而且带来了全新的物理研究内容。密度泛函理论计算显示磁性离子的自旋-轨道耦合效应对电极化的出现起到了至关重要的作用，但是，现有的几种磁有序产生多铁性的理论模型都不足以解释这种特殊多铁性的微观起源，因此需要发展全新的多铁性理论模型。此外，由于没有离子位移的贡献，该体系的电极化可能完全由电子云的崎变产生，LaMn₃Cr₄O₁₂也成了研究新型电子型铁电体的典型对象。对立方钙钛矿的多铁性起源和磁电耦合机制的进一步深入探讨，可能对多铁性新材料的探索与新物理机制的研究产生重要影响。

相关研究结果发表在近期的Phys. Rev. Lett. 115, 087601 (2015)，并被选为PRL Editors’ Suggestion；同时，也被美国物理学会网站新闻评论栏目Physics选为研究亮点（Highlight），以“出人意料的多铁性（Multiferroic Surprise）”为题进行介绍（http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.115.087601）。该工作的中子衍射实验与美国橡树岭国家实验室曹慧波博士, Clarina-dela Cruz博士合作完成；理论计算与东南大学董帅教授合作完成；日本东京工业大学M. Azuma教授研究组与京都大学Y. Shimakawa教授研究组合作制备了部分中子衍射样品。该工作获得了科技部青年973项目、中国科学院**计划项目、国家青年**计划项目、国家自然科学基金委、中国科学院先导B项目的支持。

图1：（a）A位有序立方钙钛矿LaMn3Cr4O12的晶体结构示意图；（b）不同温度下的中子粉末衍射谱；（c，d）磁衍射峰（111）与（100）衍射强度随温度的变化关系；（e）B位Cr-亚晶格自旋结构示意图；（f）A'位Mn-亚晶格自旋结构示意图；（g）体系总的自旋结构示意图，自旋取向沿[111]方向。

图2：（a）A位有序立方钙钛矿LaMn3Cr4O12的磁化率（χ）与介电常数（ε）随温度的变化关系；（b）热释电电流（Ip）随温度的变化关系；（c）电极化强度（P）随温度的变化关系。

图3：（a）A位有序立方钙钛矿LaMn3Cr4O12不同磁场下热释电电流随温度的变化关系；（b）不同磁场下净电极化强度[ΔP = P(T) - P(50 K)]随温度的变化关系；（c、d）不同磁场下H∥E与H⊥E时介电常数随温度的变化关系。

附件链接

http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.115.087601

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.115.087601

构筑功能材料“神奇伊甸园”
——访中科院物理研究所“***计划”特聘研究员龙有文

从小,物理老师就告诉我们“热胀冷缩”的基本常识,但是,亲爱的读者朋友们,您见过“热缩冷涨”的物体吗?大千世界,无奇不有。在中科院物理所龙有文所构筑的神奇的物理材料“伊甸园”里,材料不只可以实现“热缩冷涨”;还能满足在一定条件下,不热涨,不冷缩等一系列在“常识世界”里想也不敢想的要求。龙有文,1979年5月生。2011年9月加入中科院物理研究所,任“**计划”特聘研究员,博士生导师。一直从事关联电子体系的探索与研究。以高压新材料的制备与物性研究工作为特色,制备并表征与调控新型过渡金属氧化物9体系。近年来利用新的方法,在长期困扰人们的高压单晶生长技术方面取得突破性进展,成功获得大块高价态SrFe1-xCoxO3系列高质量单晶。此外,利用高温高压等实验手段,获得了多个新型过渡金属化合物多晶体系,并观察到一系列引人入胜的物理现象,诸如Mott体的绝缘体-金属化相变、金属间的电荷转移、负热膨胀、压力诱导的结构相变、磁场驱使的变磁性等等。2005年至今已发表SCI学术论文近20篇,相关研究工作被Nature Asia Materials选作研究亮点,并被多家媒体争相报导。高压“两步法”铺开单晶生长(本文共计2页)