磁学与磁性功能新材料

包括磁相变智能材料、自旋输运材料、单自旋半金属（Half-metal）、磁性拓扑半金属（Semi-metal）等。

借助第一性原理计算、多晶制备、单晶生长等手段，在Heusler合金、MMX合金、d-metal合金、Shandite化合物等体系中，研究磁场驱动马氏体相变、多卡热效应、高自旋极化、磁性拓扑输运、反常霍尔效应、自旋玻璃、应变玻璃、磁交换偏置等物理行为，以及磁性相变与结构相变的耦合，共价杂化与磁性的竞争，温度、脉冲磁场、等静压条件下的磁相变及电输运等物理行为。

---

以实验探索+理论计算为研究方式，坚持磁性功能新材料的设计和实现，并研究其奇异物理行为。于物理与材料的结合部，探索新奇，发现规律。

   

070205-凝聚态物理

磁学

磁相变

自旋电输运

2015.08-今，

     中国科学院物理研究所，磁学国家重点实验室，副研究员；

2016.03-2018.02，

     德国马普学会-固体化学物理所（德累斯顿）与微结构物理所（哈勒），洪堡学者；

2015.10-2015.12，

     沙特国王科技大学（KAUST）物理科学与工程系，合作研究；

2012.07-2015.08，

     中国科学院物理研究所，磁学国家重点实验室，助理研究员。

• 发现了六角型MMX合金的“居里温度窗口”效应，提出了磁相变设计的“等结构合金化”方法，在400 K宽温域内获得了连续可调的磁驱相变和巨磁热效应。该方法已成为磁相变领域同步调控相稳定性和磁结构的有效方法。此研究已成为国家自然科学二等奖的代表性成果之一。 

---

• 基于d-d 弱共价杂化的成键特征，提出并实现了新一类具有潜在丰富物性的“all-d-metal合金”家族，打破了Heusler型有序金属间化合物成相规律的认识，并开发出具有中国自主知识产权的新型高强韧磁场驱动磁相变材料。该工作为磁相变领域开拓了新的研究方向。

---

• 基于MMX合金及all-d-metal合金的磁相变行为，开展了等静压、单轴应力、脉冲强磁场条件下的磁性马氏体结构相变、压热效应（Baro-caloric）、弹热效应（Elasto-caloric）、磁热效应（Magneto-caloric）等内容的系列研究，观察到了两类合金所具有的多场驱动相变、多卡热效应。

---

• ​发现了新一类具有Kagomé准二维晶格的磁性Weyl半金属，观察到了Weyl相关的Berry curvature所主导的内禀大反常霍尔效应及巨反常霍尔角，为新型自旋电子材料的设计提供了重要思路，并为量子反常霍尔效应（QAHE）二维铁磁绝缘体提供了理想的本征铁磁（Weyl）体系。

​

2017年，国家自然科学奖二等奖（排名第4/5）；

2017年，国家优秀青年科学基金获得者； 

2017年，中科院“青促会”优秀会员基金获得者；

2013年，中科院“百篇优秀博士学位论文奖”；

2012年，中科院“院长奖学金特别奖”。

刘恩克 等，Magnetic Phase-Transformation Material，2016.9.5，美国/欧盟/日本/中国专利。

   

1. E. K. Liu，et al.，Stable magnetostructural coupling with tunable magnetoresponsive effects in hexagonal ferromagnets，Nature Communications 3 (2012) 873.
2. Z. Y. Wei，E. K. Liu*，et al.，Unprecedentedly Wide Curie-Temperature Windows as Phase-Transition Design Platform for Tunable Magneto-Multifunctional Materials，Advanced Electronic Materials 7 (2015) 1500076.
3. Z. Y. Wei，E. K. Liu*，et al.，Realization of multifunctional shape-memory ferromagnets in all-d-metal Heusler phases，Applied Physics Letters 107 (2015) 022406.
4. Z. Y. Wei，E. K. Liu*，et al.，Magnetostructural martensitic transformations with large volume changes and magneto-strains in all-d-metal Heusler alloys，Applied Physics Letters 109 (2016) 071904.
5. Y. Li，Z. Y. Wei，H. G. Zhang，E. K. Liu*，et al.，Windows open for highly tunable magnetostructural phase transitions，APL Materials 4 (2016) 071101.
6. Z. H. Liu*, Y. J. Zhang, G. D. Liu, B. Ding, E. K. Liu*, et al.，Transition from Anomalous Hall Effect to Topological Hall Effect in Hexagonal Non-Collinear Magnet Mn3Ga，Scientific Reports 7 (2017) 515.

   

目前承担中科院“青促会”人才基金，国家基金委优青、重点、国际合作基金，科技部重点研发项目。