沈希
简介：
中国科学院物理研究所，先进材料与结构分析实验室，A01组，副研究员，博士生导师。2013年在中科院物理所获得凝聚态物理学博士学位并留所工作。日本东北大学原子分子材料科学高等研究机构访问学生（2012）。中国科学院青年创新促进会会员（2019），美国布鲁克海文国家实验室国家公派访问学者（2018-2019）。北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会科技项目评审专家库入库专家（2023）。北京理工大学严济慈班副班主任（2024-2026）。作为负责人已完成国家自然科学基金项目2项，中国科学院人才专项1项，作为骨干成员参与完成国家重点研发计划1项，目前以第一（含共一）作者和通讯作者已在J. Am. Chem. Soc.(1)，Energy Stor. Mater.(2)，Acta Mater.(2)，Small(1), J. Mater. Chem. A(1), ACS Appl. Mater. Interfaces(1)，Phys. Rev. B(1)，Appl. Phys. Lett.(2)，Phys. Rev. Mater.(1)等国际著名期刊发表论文28篇，总发表119篇，SCI总被引用3000余次，H因子26，申请专利1项。
主要研究方向：
1、铁电单晶、薄膜材料等，与原位样品杆（低温、高温和电场等）结合，研究外场调控下样品的结构与物性关联。
2、碱金属离子电池正极材料等，建立材料的晶体/电子结构和宏观性能之间的关联。
过去的主要工作及获得的成果：
一、铁电材料
在铁电单晶研究中，人们在关注性能突破的同时，可能会忽视性能背后的物理机制。只从材料学的认识很难全面理解铁电材料是如何产生高性能的，很难提出相应的物理机制指导材料设计。因此，我们将材料学的传统研究方法与物理学方法相交叉，利用原位透射电子显微学，着重讨论外场调控下材料的结构与物性，探究材料高性能背后的物理机制。
对于铌酸钾钠单晶进行了原位电学TEM研究。我们提出挠曲电效应为材料提供铁电畴可逆翻转的恢复力。该原创性成果为高性能压电材料的设计提供了理论支持（J. Mater. Chem. A, 11, 10828, 2023）。
对(KxNa1-x)NbO3单晶还进行了原位热学TEM研究。20~120℃，应变热稳定性来源于铁电畴的热稳定性。180~230℃，T相在O相中以畴组态的形式形核生长，降低了铁电畴极化的一致性，增强了TO-T时的热释电性能。Tc附近，T相中存在180°迷宫畴，作为顺电-铁电相变的过渡态（Acta Mater., 279, 120316, 2024）。
本人为通讯作者，课题的主要指导人，独立完成原位电镜实验与分析。
二、碱金属离子电池材料
在碱金属离子电池正极材料方面，人们在追求电化学高性能的同时，有可能忽视其晶体结构以及电化学性能背后的物理化学机制。对于正极材料中存在的有序/无序结构与性能的关联以及阴、阳离子氧化还原之间的关系，单从电化学角度研究很难给出直接的证据。因此，我们将电池的制备和电化学表征方法与物理学中的透射电子显微学等方法相交叉，建立材料的晶体/电子结构和电化学性能之间的关联，着重探究优异电化学性能背后的物理化学机制。
在Mg掺杂的Na2Mn3O7中，我们提出TM/空位的无序结构抑制了低电位的相变和氧氧化过程，实现更可逆的阳离子氧化还原。该原创性成果表明，材料设计时需要平衡阴、阳离子氧化还原获得的高比容量以及材料的循环稳定性（ACS Appl. Mater. Interfaces, 15, 11756, 2023）。
利用液氮淬火方法，在TM层中首次将具有带状有序超晶格的Na0.6Li0.2Mn0.8O2材料调控为具有LiTM/MnTM反位结构的材料。反位结构抑制了不利相变，提升了可逆容量。构筑的多种O/Mn构型激活了不同的O/Mn氧化还原过程（Energy Stor. Mater., 70, 103479, 2024）。
本人为通讯作者，课题的主要指导人，独立完成电镜实验与分析。
三、其它材料结构与物性的关联。
通过高能离子束生成Mn6Bi5单晶样品，预测其可能的各向异性输运特征（Appl. Phys. Lett.,122, 083102, 2023）。入选APL杂志编辑推荐文章。
成功在YIG (60 nm)/YSGG中实现了目前最小晶格失配(η=0.4%)下的最强垂直磁各向异性(PMA)。揭示了PMA显著增强的物理机制是缺氧导致的饱和磁化强度的降低和磁致伸缩系数的增加（Small, 2308724, 2024 (inside back cover)）。
本人为通讯作者，课题的主要指导人。
代表性论文及专利：
代表性论文：
1. Q. W. Guo, C. P. Hu, X. F. Li, Y. Meng, L. Y. Wang, H. Y. Zhuang, X. Shen*, H. Tian, Z. X. Zhou*, and R. C. Yu*, In situ observation of ferroelectric domain evolution of (K,Na)NbO3 single crystals during heating, Acta Mater., 279, 120316, 2024.
2. L. Y. Wang, C. Zhang, T. Lin, H. Chu, Y. R. Gao, Z. W. Hu, S.-C. Haw, C.-T. Chen, C.-Y. Kuo, X. F. Li, Y. M. Gai, Q. W. Guo, Y. Meng, H. Y. Zhuang, X. Shen*, Z. X. Wang*, and R. C. Yu*, Anti-siting for stabilizing structure and modulating cationic/anionic redox reactions, Energy Stor. Mater., 70, 103479, 2024.
3. Y. Meng, P. Chen, W. Q. He, H. Y. Zhuang, J. H. Li, J. Dong, X. F. Li, L. Y. Wang, Q. W. Guo, J. K. Yang, Y. Ji, X. Shen*, X. H. Yu, G. Q. Yu, J. J. Li, X. F. Han*, and Richeng Yu*, A strategy for enhancing perpendicular magnetic anisotropy in yttrium iron garnet films, Small, 20(25), 2308724, 2024.（inside back cover）
4. Q. W. Guo, C. P. Hu, X. F. Li, Y. Meng, L. Y. Wang, H. Y. Zhuang, X. Shen*, Y. Yao, H. Tian, Z. X. Zhou*, and R. C. Yu*, In situ TEM analysis of reversible non-180° domain switching in (K, Na)NbO3 single crystals, J. Mater. Chem. A, 11(20), 10828-10833, 2023.
5. L. Y. Wang‡, C. Zhang‡, L. Yang, S. W. Li, H. Chu, X. F. Li, Y. Meng, H. Y. Zhuang, Y. R. Gao, Z. W. Hu, J.-M. Chen, S.-C. Haw, C.-W. Kao, T.-S. Chan, X. Shen*, Z. X. Wang*, and R. C. Yu*, Mg-substitution induced TM/vacancy disordering and enhanced structural stability in layered oxide cathode materials, ACS Appl. Mater. Interfaces, 15(9), 11756-11764, 2023.
邀请报告：
1、先进功能金属材料研讨会，2023年11月3日-2023年11月5日，天津，报告题目：铁电单晶的透射电镜原位分析。
2、2024扫描透射电子显微镜及相关分析技术研讨会，2024年9月13日-2024年9月15日，天津，报告题目：铁电畴和正极材料中氧化还原调控的TEM研究。
已授权发明专利：
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发明人 |
专利名称 |
专利号 |
授权公告日 |
专利国别 |
类别 |
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丁一凡,沈希,禹日成 |
一种透射电子显微镜的微米级粉末样品的制备方法 |
CN202110447704.3 |
2021-06-22 |
中国 |
发明专利 |
目前的研究课题及展望：
1、国家自然科学基金面上项目，51972333、锂、钠离子二次电池材料的结构与物性关联机制研究、Structural and physical property studies on secondary battery materials of lithium and sodium ions、2020/01-2023/12、60万元（直接费用）、在研、主持。
2、中国科学院青年创新促进会会员人才专项，Youth Innovation Promotion Association of CAS (2019009)、2019/01-2022/12、80万元（直接费用）、结题、主持。
3、国家重点研发计划纳米科技专项，2018YFA0208402、碳纳米管有序宏观体功能器件研究、The functionalization of macro ordered carbon nanotubes and their applications under extreme conditions、2018/05-2023/04、1937万（分拨费用46万元）、结题、参加骨干。
4、国家自然科学基金青年科学基金项目，61504166、I-II-V族稀磁半导体的结构和物性关联机制研究、Structural and physical property studies on diluted magnetic I-II-V semiconductors、2016/01-2018/12、20万元（直接费用）、结题、主持。
培养研究生情况：
协助指导已毕业博士研究生6名，在读博士研究生4名。每年拟招收1~3名。
其他联系方式：
工作地址：
北京市海淀区中关村南三街8号，中国科学院物理研究所，D楼B05室，100190.
电话：
010-82648011
Email：