主要研究方向:

（1）磁性材料相变调控：磁热、压热和耦合热效应机理研究
（2）氧化物自旋电子学：复杂氧化物界面轨道和自旋调控研究

 

过去的主要工作及获得的成果:
(1)发现了新型 La(Fe,Si)₁₃ 基大磁热效应材料并获得了核心发明专利，阐明了巨大磁热效应源自晶格负热膨胀和巡游电子变磁转变行为，单篇论文最高引用 1050 余次，是国际上80 多年来有关磁热效应论文被引用次数最高的7 篇论文之一。自发现以来，国内外已有200 多个实验室跟随研究，该材料目前已成为国际上公认的最具应用前景的新型磁制冷材料。
(2)利用应变记忆效应成功实现了FeRh巨磁热薄膜滞后损耗的非易失性调控、解决了磁制冷样机设计中遇到的双场循环的瓶颈问题。
(3)利用非公度螺旋磁结构引入的晶格畸变和织构效应在MnFeNiGe材料体系实现了远大于晶格本征贡献的超大负热膨胀(NTE)，为探索NTE材料提供了新策略。
(4)首次在复杂氧化物中成功实现了B位阳离子和氧离子协同迁移驱动的连续拓扑相变，其诱发的B位离子3d电子轨道占据和自旋态重构导致磁电性质发生显著改变，为拓展离子介导的拓扑相变的综合应用提供了新途径。

在J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Nano energy, Mater. Horiz., Acta Mater., Chem. Mater., Phys.Rev.Lett./Phys.Rev.B, Appl.Phys.Lett./APL mater.等刊物发表论文160余篇，他人引用5600余次，第一作者单篇最高引用1050余次。获授权发明专利30余项（含美、日、欧4项国际专利授权）。

获2012年度国家自然科学二等奖(2)、2014年度陈嘉庚技术科学奖(2)、2011年度北京市科学技术奖一等奖(2)。

 

目前的研究课题及展望:

（1）研究磁晶耦合体系自旋序、晶格序等关联量子序演变对磁热、压热、弹热以及耦合热效应的影响机制，相变调控和反常热膨胀，寻找多场调控增强热效应途径，探索发展新型高效全固态制冷器件。
（2）通过选择性强化特定自由度间的关联, 研究强量子限域下复杂氧化物自旋基态、激发态和输运动力学行为以及界面电荷/自旋/轨道重构等量子演生现象，并研究其对外场的响应规律。

正在承担：国家自然科学基金委重点项目2项、面上项目1项；国家重点基础研究发展计划(973) 2项；科学院前沿课题及国际合作项目。

 

培养研究生情况:
毕业博士研究生10名。目前，在读硕博连读、博士研究生 7 名。拟每年招收 2 名硕博连读生或者博士生。

联系方式:
办公室电话：010-82649233
Email: fxhu@iphy.ac.cn

毕业博士研究生10名。目前，在读硕博连读、博士研究生 7 名。拟每年招收 2 名硕博连读生或者博士生。

070205-凝聚态物理
080502-材料学

磁性材料相变调控：磁热、压热和耦合热效应机理研究
氧化物自旋电子学：复杂氧化物界面轨道和自旋调控研究

2002-12--2006-08   香港大学   博士后
1999-09--2002-08   中国科学院物理研究所 磁学国家重点实验室   博士生

   

2014-06~现在, 中国科学院物理研究所 磁学国家重点实验室, 主任
2006-08~现在, 中国科学院物理研究所 磁学国家重点实验室, 副研究员、研究员

   

（1） 陈嘉庚技术科学奖, , 国家级, 2014
（2） 国家自然科学奖, 二等奖, 国家级, 2012
（3） 北京市科学技术奖, 一等奖, 省级, 2010

（ 1 ） 半导体场效应结构、及其制备方法和用途, 发明, 2014, 第 1 作者, 专利号: CN102544093B
（ 2 ） 稀土提纯中间产物制备的La(Fe,Si)13基磁性材料, 制备方法和用途, 发明, 2012, 第 2 作者, 专利号: CN2012102404439
（ 3 ） 一种具有大熵变的MnCoGe基铁磁马氏体相变材料及制备方法和用途, 发明, 2012, 第 2 作者, 专利号: CN 2012103697992
（ 4 ） 具有可调节电荷轨道有序特性的锰氧化物薄膜, 发明, 2014, 第 2 作者, 专利号: CN102101793A
（ 5 ） 一种稀土-镍材料及其制备方法和用途, 发明, 2014, 第 4 作者, 专利号: CN102864356B
（ 6 ） Bonded La(Fe,Si)13-based magnetocaloric materials, preparation method and uses thereof, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: PCT/CN2012/075662
（ 7 ） La(Fe,Si)13-based first-order magnetocaloric materials with small hysteresis loss and its preparation method and uses thereof, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: PCT/CN2012/083420
（ 8 ） 一种负膨胀材料及其制备方法和用途, 发明, 2014, 第 1 作者, 专利号: 2014105917144
（ 9 ） 一种具有巨压热效应的MnCoGe基磁性材料及其制备方法和用途, 发明, 2014, 第 2 作者, 专利号: 2014101108070
（ 10 ） 保持MnNiGe基材料的强磁共结构相变的方法及应用, 发明, 2014, 第 2 作者, 专利号: 201410527728X
（ 11 ） 一种镧铈基永磁材料及其制备方法和应用, 发明, 2014, 第 3 作者, 专利号: 2014103414155
（ 12 ） 由工业纯混合稀土制备的稀土铁硼材料及其制备方法和应用, 发明, 2014, 第 4 作者, 专利号: 2014103318660
（ 13 ） 具有电荷轨道有序转变及各向异性场致电阻效应的异质结构材料及其制备方法和用途, 发明, 2013, 第 2 作者, 专利号: 2013105344190
（ 14 ） 一种可获得具有正的场致电阻效应的异质结构、制备方法和用途, 发明, 2013, 第 2 作者, 专利号: 2013105295014
（ 15 ） 一种可实现磁/结构相变耦合具有大磁热效应的MnCoGe1-x磁制冷材料及制备方法, 发明, 2013, 第 2 作者, 专利号: 201310549283.0
（ 16 ） 小滞后损耗的一级相变La(Fe,Si)13基磁热效应材料及其制备方法和用途, 发明, 2014, 第 2 作者, 专利号: CN103059815B
（ 17 ） 以高Ce工业纯混合稀土为原料制备的La(Fe,Si)13基磁制冷材料及其制备方法和用途, 发明, 2012, 第 2 作者, 专利号: CN 2012102395590
（ 18 ） 粘结La(Fe,Si)13基磁热效应材料及其制备方法和用途, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110374158.1
（ 19 ） 偏置电场调制的氧化物半导体异质结构、其制备方法和装置, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110009450.3
（ 20 ） 氢化NiMn基合金磁制冷材料、其制备方法和用途, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: ZL200910086648.4
（ 21 ） 调节Ni-Co-Mn-In合金的马氏相变和磁电阻效应的方法, 发明, 2013, 第 1 作者, 专利号: 200910242650.6
（ 22 ） 半导体异质结构、其制备方法及半导体装置, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 200910079249.5
（ 23 ） 一种磁制冷材料及其制备方法和用途, 发明, 2014, 第 4 作者, 专利号: CN102465225B
（ 24 ） La(Fe,Si)13-based magnetic refrigerants prepared based on industrial mischmetal, preparation method and uses thereof, 发明, 2012, 第 2 作者, 专利号: PCT/CN2012/078609

   

（1） The normal and inverse magnetocaloric effect in RCu2 (R=Tb, Dy,Ho, Er) compounds, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 421(2017)448–452, 2017, 第 4 作者
（2） Electric field control of magnetic properties of Nd2Fe14B thin films grown onto PMNPT substrates, Appl. Phys. Lett. 110, 022401 (2017), 2017, 通讯作者
（3） Overcoming of energy barrier for irreversible magnetization in nanocomposite magnets, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 422(2017)249–254, 2017, 第 5 作者
（4） Observation of giant magnetocaloric effect under low magnetic field in Eu1-xBaxTiO3, Journal of Alloys and Compounds 694 (2017) 235-240, 2017, 第 7 作者
（5） High performance misch-metal (MM)-Fe-B magnets prepared by melt spinning, Journal of Alloys and Compounds 695 (2017) 1786-1792, 2017, 第 5 作者
（6） Variation of magnetic properties with mischmetal content in the resource saving magnets of MM-Fe-B ribbons, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 426 (2017) 70–73, 2017, 第 4 作者
（7） Electric field control of the small-polaron hopping conduction in spatial confined Pr0.7(Ca0.6Sr0.4)0.3MnO3/PMN-PT heterostructure, AIP Advances 7, 055814 (2017), 2017, 通讯作者
（8） Oxygen defect engineering by the current effect assisted with temperature cycling in a perovskite type La0.7Sr0.3CoO3 film, Nanoscale, 2017, 9, 13214, 2017, 通讯作者
（9） Ultra-low thermal expansion realized in giant negative thermal expansion materials through self-compensation, APL Materials 5, 106102 (2017), 2017, 通讯作者
（10） In situ observation of magnetic vortex manipulation by external fields in amorphous CeFeB ribbon, Acta Materialia 140 (2017) 465-471, 2017, 第 9 作者
（11） Gd substitution for Ce in preparing (Ce,Gd)-Fe-B magnets, Journal of Alloys and Compounds 729 (2017) 988-991, 2017, 第 5 作者
（12） Critical dependence of magnetostructural coupling and magnetocaloric effect on particle size in Mn-Fe-Ni-Ge compounds, SCIENTIFIC REPORTS, 6, 20993 (2016), 2016, 通讯作者
（13） Ultrathin SmCo5 nanoflakes with high-coercivity prepared by solid particle (NaCl) and surfactant co-assisted ball milling, SCIENTIFIC REPORTS ,6,25805(2016), 2016, 第 4 作者
（14） Giant low-field reversible magnetocaloric effect in HoCoGe compound, RSC Advances 2016, 6, 106171, 2016, 第 7 作者
（15） Variations of phase constitution and magnetic properties with Ce content in Ce-Fe-B permanent magnets, Materials Letters172(2016)102–104, 2016, 第 4 作者
（16） Research progress in magnetocaloric effect materials, Acta Physica Sinica, 65, 217502 (2016), 2016, 第 3 作者
（17） New Fluoride-arsenide Diluted Magnetic Semiconductor (Ba,K) F(Zn,Mn)As with Independent Spin and Charge Doping, SCIENTIFIC REPORTS | 6:36578 | DOI: 10.1038/srep36578, 2016, 第 7 作者
（18） Magnetization process of nanocrystalline mischmetal-Fe-B ribbons, Journal of Alloys and Compounds 688 (2016) 1053-1057, 2016, 第 6 作者
（19） Gate control of ferromagnetic insulating phase in lightly-doped La0.875Sr0.125MnO3-delta film, Applied Physics Letters, 108, 082407 (2016), 2016, 通讯作者
（20）  Giant negative thermal expansion in bonded MnCoGe-based compounds with Ni2In-type hexagonal structure, J. Am. Chem. Soc. , 2015, 通讯作者
（21） Anisotropic modulation of magnetic properties and the memory effect in a wide-band (011)-Pr0.7Sr0.3MnO3/PMN-PT heterostructure, Scientific Reports, 2015, 通讯作者
（22） Crucial role of epitaxial strain on small-polaron hopping conduction in Pr0.7(Ca0.6Sr0.4)0.3MnO3 thin films, Appl. Phys. Lett. , 2015, 第 2 作者
（23） Irreversible magnetization and self-interaction investigated by thermal activation in Pr2Fe14B magnets, Appl. Phys. Lett., 2015, 通讯作者
（24） Thickness-dependent charge ordering state in Bi0.4Sr0.28Ca0.32MnO3 thin films under the anisotropic strain, J. Appl. Phys., 2015, 第 3 作者
（25） Substitution of Ce for Nd in preparing R2Fe14B nanocrystalline magnets, J. Alloys Comp., 2015, 第 4 作者
（26） Giant barocaloric effect in hexagonal Ni2In-type Mn-Co-Ge-In compounds around room temperature, SCIENTIFIC REPORTS ，5,18027（2015）, 2015, 通讯作者
（27） Permanent magnetic properties of rapidly quenched (La,Ce)(2)Fe14B nanomaterials based on La-Ce mischmetal, Journal of alloys and compounds, 2015, 第 4 作者
（28） Stress modulated martensitic transition and magnetocaloric effect in hexagonal Ni2In-type MnCoGe1-xInx alloys, Journal of alloys and compounds, 2015, 通讯作者
（29） The Martensitic Transition and Magnetocaloric Effect of Mn-Poor MnCoGe Melt-Spun Ribbons, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 2015, 通讯作者
（30） Strain-Induced High Coercivity in La0.7Sr0.3CoO3 Films, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 2015, 通讯作者
（31） Influence of Lattice Strain on Phase Separation and Percolative Behaviors in La0.325Pr0.3Ca0.375 MnO3 Thin Films, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 2015, 通讯作者
（32） Abnormal percolative transport and colossal electroresistance induced by anisotropic strain in (011)-Pr0.7(Ca0.6Sr0.4)0.3MnO3/PMN-PT heterostructure, Scientific Reports, 2014, 通讯作者
（33） Evolution of magnetostructural transition and magnetocaloric effect with Al doping in MnCoGe1-xAlx compounds, J. Phys D: Appl. Phys., 2014, 通讯作者
（34） Effect of substitution of In for Co on magnetostructural coupling and magnetocaloric effect in MnCo1-xIn xGe compounds, J. Appl. Phys., 2014, 通讯作者
（35） Influence of lattice strain on charge/orbital ordering and phase separation in Pr0.7(Ca0.6Sr0.4)0.3MnO3 thin films, J. Appl. Phys., 2014, 通讯作者
（36） Enhanced mechanical properties and large magnetocaloric effects in bonded La(Fe,Si)13-based magnetic refrigeration materials, Appl. Phys. Lett., 2014, 第 4 作者
（37） Magnetocaloric effect and martensitic transition in Ni50Mn36-xCoxSn14, J. Alloys Comp., 2014, 第 3 作者
（38） Magnetic and magnetocaloric properties of equiatomic alloys RAl (R = Ho and Er), J. Alloys Comp., 2014, 第 3 作者
（39） Magnetic properties and magnetocaloric effects of GdxEr1-xGa (0 x1) compounds, J. Appl. Phys., 2014, 通讯作者
（40） Nearly constant magnetic entropy change and adiabatic temperature change in PrGa compound, J. Appl. Phys., 2014, 通讯作者
（41） Textured PrCo5 nanoflakes with large coercivity prepared by low power surfactant-assisted ball milling, J. Appl. Phys., 2014, 通讯作者
（42） Textured Pr2Fe14B flakes with submicron or nanosize thickness prepared by surfactant-assisted ball milling, J. Appl. Phys., 2014, 通讯作者
（43） Influence of the dynamic lattice strain on the transport behavior of oxide heterojunctions, Appl. Phys. Lett., 2013, 第 2 作者
（44） Magnetic entropy change and transport properties in Ni45Co5Mn36.6In13.4 melt-spun ribbons,, J. Alloys Comp., 2013, 通讯作者
（45） Magnetic entropy change involving martensitic transition in NiMn-based Heusler alloys, Chin. Phys. B, 2013, 第 1 作者
（46） Large reversible magnetocaloric effect in RMn2 (R = Tb, Dy, Ho, Er) compounds, J. Alloys Comp., 2013, 第 2 作者
（47） Low-field large reversible magnetocaloric effect in the RNi2Si2 (R=Dy, Ho, Er) compounds, J. Magn. Magn. Mater., 2013, 第 2 作者
（48） Magnetocaloric properties of La(Fe,Si)13-based material and its hydride prepared by industrial mischmetal, Appl. Phys. Lett., 2012, 通讯作者
（49） Magnetoresistance and magnetocaloric properties involving strong metamagnetic behavior in Fe-doped Ni45(Co1-xFex)5Mn36.6In13.4 alloys, Appl. Phys. Lett., 2012, 通讯作者
（50） Particle size dependent hysteresis loss in La0.7Ce0.3Fe11.6Si1.4C0.2 first-order systems, Appl. Phys. Lett., 2012, 第 1 作者
（51） Strain effect caused by substrates on phase separation and transport properties in Pr0.7(Ca0.8Sr0.2)0.3MnO3 thin films, J. Appl. Phys., 2012, 通讯作者
（52） Effect of post-annealing on martensitic transformation and magnetocaloric effect in Ni45Co5Mn36.7In13.3 alloys, J. Appl. Phys., 2011, 通讯作者
（53） Tuning martensitic transformation and magnetoresistance effect by low temperature annealing in Ni45Co5Mn36.6In13.4 alloys, J. Phys D: Appl. Phys., 2011, 通讯作者
（54） Static and dynamic strain effects in La0.7Ce0.3MnO3 thin films, J. Appl. Phys., 2011, 通讯作者
（55） The investigation of reversible strain and polarization effect in (011)-La0.9Ba0.1MnO3 film using field effect configuration, J. Appl. Phys., 2011, 第 2 作者
（56） Magnetoresistance and magnetocaloric effect in metamagnetic alloys Ni45Co5Mn36.5In13.5, J. Appl. Phys., 2010, 通讯作者
（57） Strong tensile strain induced charge/orbital ordering in (001)-La7/8Sr1/8MnO3 thin film on 0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3, Appl. Phys. Lett., 2010, 第 2 作者
（58） Recent progress in exploring magnetocaloric materials, Adv. Mater., 2009, 第 3 作者
（59） Investigations on electroresistance effect in epitaxial manganite films using field effect configurations, Appl. Phys. Lett., 2006, 第 1 作者
（60） Controllable colossal electroresistance in La0.8Ca0.2MnO3 epitaxial thin films, Phys. Rev. B, 2005, 第 1 作者
（61） Current-induced metastable resistive state in epitaxial thin films of La1-xCaxMnO3 (x=0.2, 0.3), Appl. Phys. Lett., 2005, 第 2 作者
（62） Unusual current-induced electroresistance in epitaxial thin films of La0.8Ca0.2MnO3, Phys. Rev. B, 2004, 第 1 作者
（63） Good rectifying characteristic in p– n junctions composed of La0.67Ca0.33MnO3/Nb– 0.007 wt-doped SrTiO3, Appl. Phys. Lett., 2003, 第 1 作者
（64） Very Large Magnetic Entropy Change near Room Temperature in LaFe11.2Co0.7Si1.1, Appl. Phys. Lett., 2002, 第 1 作者
（65） Influence of negative lattice expansion and metamagnetic transition on magnetic entropy change in the compound LaFe11.4Si1.6, Appl. Phys. Lett., 2001, 第 1 作者
（66） Large Magnetic Entropy Change in Ni52.6Mn23.1Ga24.3 Single Crystal, Phys. Rev. B, 2001, 第 1 作者
（67） Large Magnetic Entropy Change in La(Fe,Co)11.83Al1.17, Phys. Rev. B, 2001, 第 1 作者
（68） Magnetic Entropy Change in Ni51.5Mn22.7Ga25.8 Alloy, Appl. Phys. Lett., 2000, 第 1 作者
（69） Comment on “direct measurements of the ‘giant’ adiabatic temperature change in Gd5Si2Ge2,  Phys. Rev. Lett., 2000, 第 2 作者

主要工作及获得的成果:

(1)发现了新型 La(Fe,Si)13 基大磁热效应材料并获得了核心发明专利，阐明了巨大磁热效应源自晶格负热膨胀和巡游电子变磁转变行为，单篇论文最高引用 1050 余次，是国际上80 多年来有关磁热效应论文被引用次数最高的7篇论文之一。自发现以来，国内外已有200 多个实验室跟随研究，该材料目前已成为国际上公认的最具应用前景的新型磁制冷材料。
(2)利用应变记忆效应成功实现了FeRh巨磁热薄膜滞后损耗的非易失性调控、解决了磁制冷样机设计中遇到的双场循环的瓶颈问题。
(3)利用非公度螺旋磁结构引入的晶格畸变和织构效应在MnFeNiGe材料体系实现了远大于晶格本征贡献的超大负热膨胀(NTE)，为探索NTE材料提供了新策略。
(4)首次在复杂氧化物中成功实现了B位阳离子和氧离子协同迁移驱动的连续拓扑相变，其诱发的B位离子3d电子轨道占据和自旋态重构导致磁电性质发生显著改变，为拓展离子介导的拓扑相变的综合应用提供了新途径。

在J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Nano energy, Mater. Horiz., Acta Mater., Chem. Mater., Phys.Rev.Lett./Phys.Rev.B, Appl.Phys.Lett./APL mater.等刊物发表论文160余篇，他人引用5600余次，第一作者单篇最高引用1050余次。获授权发明专利30余项（含美、日、欧4项国际专利授权）。

获2012年度国家自然科学二等奖(2)、2014年度陈嘉庚技术科学奖(2)、2011年度北京市科学技术奖一等奖(2)。

（ 1 ） 新型巨磁热体系磁熵变, 主持, 国家级, 2013-01--2016-12
（ 2 ） 高轻稀土含量、高性能稀土永磁材料机理研究, 参与, 国家级, 2014-01--2018-08
（ 3 ） 国家重大科研仪器设备研制专项, 参与, 国家级, 2014-01--2017-12
（ 4 ） 金属间化合物体系外场驱动的多卡效应和相关科学问题研究, 主持, 国家级, 2016-01--2020-12
（ 5 ） 稀土磁制冷材料的多场调控和耦合热效应研究, 主持, 国家级, 2017-07--2022-06
（ 6 ） 新型磁热材料的多卡效应与微波吸收研究, 主持, 部委级, 2016-08--2021-07
（ 7 ） 巨磁热材料的相变调控和负热膨胀行为研究, 主持, 国家级, 2018-01--2021-12

已指导学生

包立夫  博士研究生  070205-凝聚态物理  

武荣荣  博士研究生  070205-凝聚态物理  

赵莹莹  博士研究生  070205-凝聚态物理  

现指导学生

刘瑶  博士研究生  070205-凝聚态物理  

匡皓  博士研究生  070205-凝聚态物理  

沈斐然  硕士研究生  085204-材料工程  

梁飞翔  博士研究生  070205-凝聚态物理  

宋京华   硕士研究生  070205-凝聚态物理  

梁文会  博士研究生  070205-凝聚态物理  

李佳  博士研究生  070205-凝聚态物理  

乔凯明  博士研究生  080502-材料学  

周厚博  硕士研究生  070205-凝聚态物理