学术报告（12月15日 上午 9:00-12:00 ）

主持人：钟定永 教授、王猛 教授

摘要：大科学装置在前沿科学研究中起到了越来越重要的作用。国际上大多数基于大科学装置的仪器都对世界上所有科研人员免费开放，如中子源平台上的中子散射谱仪、缪子源平台上的缪子自旋共振谱仪、同步辐射光源上的结构分析谱仪和角分辨光电子能谱等。目前，中国也在大力支持大科学平台装置建设，如位于上海的同步辐射光源、位于东莞的散裂中子源、位于武汉以及合肥的强磁场实验室、即将在北京建设的北方光源等，还有一批大型科学装置正在论证中。能充分利用国内外大科学平台装置中先进的仪器设备开展前沿研究将对提高科研水平有重大作用。本次研讨会我们邀请到美国莱斯大学戴鹏程教授、日本佐贺大学郑旭光教授、上海科技大学iHuman研究所尚伟峰副研究员三位在中子散射、muSR和同步辐射光源应用领域的专家分别介绍基于大科学装置在物理和生物学中的前沿研究工作。欢迎各位师生参加！

报告一

题目：A Mott insulator induced near iron pnictide superconductors

报告人：戴鹏程 美国莱斯大学教授 （Professor Pengcheng Dai, Rice University）

主持人：王猛 教授

时间：2017年12月15日 上午9:00-10:00

报告人简介：1984年于郑州大学本科毕业，1993年于美国密苏里-哥伦比亚大学获得博士学位，1993-1996年为美国橡树岭国家实验室博士后，1996-2001年为橡树岭国家实验室Staff Scientist，2001-2006为美国田纳西大学物理与天文学系副教授，2001年至今为橡树岭国家实验室Joint faculty，2006-2008 为田纳西大学教授，2008年至2013为田纳西大学先进材料联合研究所讲座教授（JIAM chair Professor），2013年至今为莱斯大学物理与天文学系教授。获得荣誉包括：美国物理学会Fellow，美国科学促进会Fellow, 海外华人青年学者杰出成就奖，2014年汤森路透发表的“全球最有影响力科学家”等。现为中国科学院物理研究所研究员及美国莱斯大学(Rice University)物理与天文学系教授、博士生导师。报告人团队主要采用多种中子散射技术研究关联电子材料的磁性，结构，自旋和晶格动力学及其与电子的奇异性质（如高温超导电性）的联系。在过去二十年研究领域主要包括铜氧化物高温超导，铁基高温超导，重费米子体系，庞磁阻的微观机制等等，在铜氧化物和铁基高温超导电性的微观机制研究方面尤其成就卓著。作为第一作者，通讯作者和主要参与者发表文章234篇，其中包含Reviews of Modern Physics 1篇，Nature 9篇，Science 2篇，Nature Materials 2篇，Nature Physics 7篇，Nature Communications 6篇，Phys. Rev. Lett.42篇，总被引用次数11528次（ISI），有18篇文章被引用超过100次，其中9篇位列领域高引用文章（前1%），单篇最高引用次数达1457次。h-index为53，平均每篇文章的引用次数高达49.26次。

报告摘要：High-transition temperature (high-Tc) copper oxide superconductors are derived from electron or hole doping of their antiferromagnetic (AF) Mott insulating parent compounds, emphasizing the role of Mott physics and electron correlations in high-Tc superconductivity. Although iron-based superconductors also develop out of a AF ordered bad-metal state, superconductivity may arise from a nested Fermi surface or originate from a proximate Mott transition. In particular, theoretical calculations suggest that the AF ordered phase in iron pnictides may be accidentally favored by the Fe2+ 3d6 configuration, and a half-filled Mott insulating phase should occur for the Fe3+ 3d5 state. Although recent transport and scanning tunneling microscopy (STM) measurements on Cu-doped NaFe1-xCuxAs pnictides found that the system becomes insulating near x =0.3 with the electronic spectrum similar to those of lightly doped cuprates close to a Mott insulator, the insulating behavior could equally be due to Cu-disorder induced Anderson localization. Here we use transport, transmission electron microscopy (TEM), X-ray absorption spectroscopy (XAS), and neutron scattering to demonstrate that NaFe1-xCuxAs near x = 0.5 exhibit real space Fe and Cu ordering, and are AF insulators with the insulating behavior persisting above the Neel temperature. Further, when x approaches 0.5 Cu is nonmagnetic in 3d10 state while Fe moves toward 3d5. Our discovery that a Mott insulating state can be induced near the iron pnictide superconductors highlights the important role of electron correlations in high-Tc superconductivity. Systematic measurements on Cu-doped BaFe2As system find similar behavior, and inelastic neutron scattering experiment reveal that spin waves from NaFe1-xCuxAs are very similar to spin excitations of superconducting samples.  These results thus indicate that the Mott insulating iron pnictide we discovered may indeed be the parent compounds of all iron-based superconductors [1-6].

[1] Y. Song et al., Nat. Comm. 7, 13879 (2016).

[2] G. Tan et al., Phys. Rev. B 95, 054501 (2017).

[3] C. E. Matt et al., Phys. Rev. Lett. 117, 097001 (2016).

[4] W. Y. Wang et al., Phys. Rev. B 96, 161106(R) (2017).

[5] A. Charnukha et al., Phys. Rev. B 96, 195121 (2017).

[6] Y. Song et al., (in preparation).

报告二

题目：Geometrically frustrated magnetism and quantum atomic properties in hydroxyl salts

报告人：郑旭光 日本佐贺大学教授 （Professor Xuguang Zheng, Saga University）

主持人：王猛 教授

时间：2017年12月15日 上午10:00-11:00

报告人简介：郑旭光教授在西安交通大学取得学士学位，之后在日本九州大学取得硕士和博士学位，之后留校任教。1995年转任日本佐贺大学并工作至今。主要研究领域为凝聚态物理和材料科学，近年来主要集中在量子磁性材料和纳米物理领域。已发表高水平文章一百三十余篇，引用近百次及以上文章14篇。

报告摘要：Geometrically frustrated magnets, in which localized magnetic moments on triangular, kagome or pyrochlore lattices interact through competing exchange interactions, have been of intense recent interest due to the diversity in the exotic ground states that they display. The diverse experimental reports of unconventional magnetic properties also provide challenge and testing ground for theoretical models. Among them, we discovered that the hydroxyl salts of the type M2(OH)3Cl or M(OH)Cl, where M is a magnetic ion of Cu2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, or Mn2+, are geometrically frustrated magnets [1]. Furthermore, in some of these compounds we found the occurrence of ferroelectricity with multiferroic features [2]. In this talk, I will review our previous experimental results on hydroxyl salts, together with a brief introduction to a less-known experimental technique muSR.

1. X.G. Zheng, et al., Phys. Rev. Lett. 95, 057201 1-4 (2005); Phy. Rev. B 71, 174404 1-8 (2005); Phy. Rev. B 71, 052409 1-4 (2005); Phys. Rev. Lett. 97, 247204 1-4 (2006); Phy. Rev. B 77, 024418 1-5 (2008); Phy. Rev. B 82 (2010) pp. 24425 1-8; Phy. Rev. B 82 (2010) 214424 1-12; Phy. Rev. B 85, 012402　1-5 (2012); Phy. Rev. B 85, 174435 1-6 (2012); Phy. Rev. B 96, 144111 1-9 (2017).
2. Phy. Rev. B 87, 174102 1-6 (2013); Phy. Rev. B 89, 100401(R) 1-5 (2014); Phy. Rev. B 95, 024111 (2017) 1-10

报告三

题目：Applications of large facilities in molecular biology: synchrotron radiation source, X-ray free electron laser and spallation neutron source

大装置在结构生物学中的应用：同步辐射光源，自由电子激光及散裂中子源

报告人： 尚伟峰，上海科技大学iHuman研究所副研究员

主持人：钟定永 教授

时间：2017年12月15日 上午11:00-12:00

报告人简介：1999年获浙江大学材料科学与工程系学士学位，2003年获德国锡根大学物理硕士（Universitaet Siegen），2007年获德国明斯特大学实验物理博士学位（Universitaet Muenster）。其后在European Molecular Biology Laboratory Hamburg Outstation做博士后，通用电气全球研发中心（上海）研究员。回国前在美国Argonne National Laboratory, Advanced Photon Source, Sector 18/BioCAT任线站科学家，Illinois Institute of Technology兼任research assistant professor。目前任上海科技大学iHuman研究所副研究员，主要研究领域包括生物大分子晶体学，生物大分子溶液小角X射线及中子散射，同步辐射实验线站设计与建设，维护，X光物理，医疗成像物理。目前负责上海光源膜蛋白晶体学同步辐射线站的设计与建设。

报告摘要：结构生物学以研究生物大分子的三维结构及其结构与性能关系为主要目标。以蛋白为例，很多蛋白大分子在细胞活动中扮演至关重要的角色，例如酶催化，信号传递等等。目前新药研发也依赖于对靶点蛋白的准确的三维结构。目前有很多种获取生物大分子三维结构的方法有多种，包括冷冻电镜，核磁共振，晶体学。同步辐射光源在蛋白晶体学扮演重要的角色。蛋白溶液的小角X光散射和小角中子散射是一种非常有益的补充手段。未来自由电子激光也会开辟串行晶体学及单分子成像的新领域。