姓    名:任伟 
职    称:教授
博导/硕导:博导 
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个人简况

2006  香港大学  博士

2012-今  上海大学 教授

任伟,上海大学教授,先后担任理学院物理系副主任、钱伟长学院副院长、材料基因组工程研究院常务副院长。山西大学物理国家基地班学士,香港大学博士,曾在香港科技大学和阿肯色大学工作。长期开展量子材料信息学和计算凝聚态物理基础研究。聚焦信息电子学材料和器件微观机理科学问题,结合前沿实验和国家超级计算中心,基于第一性原理计算预言了自旋手性结构驱动的单层多铁性二维卤化钒PRL2024,报道了双层硫化钒的滑移铁电及其铁谷磁电耦合多铁性PRL2020;根据能带重整化和密度泛函理论计算指导设计拓扑半金属光电子器件实验,实现可见光到远红外光的宽带响应AdvMater2019;设计并发现了变磁性的钒硫族化合物单层中的压电、压谷、压磁的多压效应NanoLett2024;应邀在Nature2022发表拓扑磁电开关效应的News&Views文章,评述了多铁性材料研究领域的最新进展。

国际首次预言了狄拉克和外尔电子结构共存的极性拓扑半金属(入选PRL2018编辑推荐),得到国内外同行的证实;率先发现了双层过渡金属硫族化合物的滑移铁电现象,以及铁谷磁电耦合多铁性;解释了一系列二维极性材料的自旋轨道耦合和能谷极化,及其外电场和应变调控效应;原创地提出了反铁磁畴壁可诱导稀土钙钛矿氧化物非常规铁电极化的微观机制。预言了晶格应变工程对多铁材料铁电畴壁的物性调控PRL2013,开发基于第一原理的有效哈密顿量程序并理论预测了外场控制下的涡旋矩反转演化过程PRL2011;最早发现了介观二维体系中的普适自旋霍尔电导涨落现象PRL2006,并被国际同行的随机矩阵理论证实。

至2024年共发表学术论文200多篇,(包括13篇Phys. Rev. Lett.,60篇Phys. Rev. B,1篇Nature,1篇Science,2篇Adv. Mater.,2篇Nano Lett.,8篇Nature子刊等)。出版图书《玩转量子世界》一套共五册,入选中宣部出版孵化计划。担任国际晶体学会数理分会委员、上海市物理学会凝聚态物理专委会主任、上海大学学报等期刊编委。主持国家自然科学基金和省部级科研基金十多项。入选国家级人才计划2018年度青年长江学者、2016教育部霍英东青年教师奖、2022年上海市优秀学术带头人,2022年上海大学王宽诚育才奖,2023年上海大学十大学术进展,2011东方学者2015跟踪计划、2012曙光学者、2014科技启明星,国家科技部青年973项目、上海市材料基因组工程、2007上智大学教学科研奖、2006长江集团澳大利亚志奋奖、2000全国数学建模一等奖、2000山西大学栋梁杯足球亚军。创建上海大学量子与分子结构国际中心。带领研究团队围绕量子科技和材料基因相关交叉学科在物理化学、人工智能、微电子工程、第一性原理计算等领域开展前沿研究。担任上海市政协委员,市侨代会代表,市知联会副秘书长,上海大学知联会会长。

研究方向

1. 材料数据知识挖掘和人工智能机器学习
2. 基于超算开展量子材料第一性原理计算
3. 二维/钙钛矿/多
铁/自旋电子凝聚态物理

代表性成果

1.Spin-chirality-driven multiferroicity in van der waals monolayers
C Liu, W Ren, S Picozzi
Physical Review Letters 132 (8), 086802 2024

2. Magnetoelectric Coupling in Multiferroic Bilayer VS2
X Liu, AP Pyatakov, W Ren
Physical Review Letters 125 (24), 247601 2020

3. Dirac-Weyl Semimetal: Coexistence of Dirac and Weyl Fermions in Polar Hexagonal ABC Crystals
H Gao, Y Kim, JWF Venderbos, CL Kane, EJ Mele,
AM Rappe, W Ren
Physical Review Letters 121 (10), 106404 2018

4. Ferroelectric Domains in Multiferroic BiFeO3 Films under Epitaxial Strains
W Ren, Y Yang, O Diéguez, J Íniguez, N Choudhury, L Bellaiche
Physical Review Letters 110 (18), 187601 2013

5. Prediction of the Magnetotoroidic Effect from Atomistic Simulations
W Ren, L Bellaiche
Physical Review Letters 107 (12), 127202 2011

6. Universal spin-Hall conductance fluctuations in two dimensions
W Ren, Z Qiao, J Wang, Q Sun, H Guo
Physical Review Letters 97 (6), 66603 2006

7. Topology turns the crank on a magnetoelectric switch
W Ren, L Bellaiche
Nature 607 (7917), 34-36 2022

8. Giant Carrier Mobility in a Room-Temperature Ferromagnetic VSi2N4 Monolayer
L Qiao, M Li, Y Cui, S Xu, JR Reimers, W Ren
Nano Letters 2024

9. Multipiezo Effect in Altermagnetic V2SeTeO Monolayer
Y Zhu, T Chen, Y Li, L Qiao, X Ma, C Liu, T Hu, H Gao, W Ren
Nano Letters 24 (1), 472-478 2023

10. Anomalous and Polarization‐Sensitive Photoresponse of Td‐WTe2 from Visible to Infrared Light
W Zhou, J Chen, H Gao, T Hu, S Ruan, A Stroppa, W Ren
Advanced Materials 31 (5), 1804629 2019


人工智能材料信息学成果:

1.液态-Al/固态-TiB2界面的即时机器学习力场研究
On-the-Fly Machine Learning Force Field Study of Liquid-Al/Solid-TiB2 Interfaces
W Liu, G Zhang, T Hu, S Shuai, C Chen, S Xu, W Ren, J Wang, Z Ren
ACS Applied Materials & Interfaces 16 (34), 45754-45762 2024

2.磁性材料的自旋依赖图神经网络势能
Spin-dependent graph neural network potential for magnetic materials
H Yu, Y Zhong, L Hong, C Xu, W Ren, X Gong, H Xiang
Physical Review B 109109(14), 144426 2024

3.液态铝/α-Al2O3界面的即时机器学习力场研究
On-the-fly machine learning force field study of liquid-Al/α-Al2O3 interface
G Zhang, W Liu, T Hu, S Shuai, C Chen, S Xu, W Ren, J Wang, Z Ren
Applied Surface Science 638, 158141 2023

4.四方ABO3钙钛矿的本征压电各向异性的高通量研究
Intrinsic Piezoelectric Anisotropy of Tetragonal ABO3 Perovskites: A High-Throughput Study
F Jia, S Xu, S Hu, J Chen, Y Wang, Y Li, W Ren, J Cheng
arXiv 2310.16591 2023

5.基于原子团扩展的机器学习力场对 Fe-Co 合金转变的分子动力学模拟
Molecular Dynamics Simulation of the Transformation of Fe-Co Alloy byMachine Learning Force Field Based on Atomic Cluster Expansion
Y Li, F Xu, L Hou, L Sun, H Su, X Li, and W Ren
Chemical Physics Letters 826, 140646 2023

6.基于原子位置嵌入的变换器模型用于预测晶体材料的状态密度
Atomic Positional Embedding-Based Transformer Model for Predicting the Density of States of Crystalline Materials
Y Cui, K Chen, L Zhang, H Wang, L Bai, D Elliston, W Ren
The Journal of Physical Chemistry Letters 14 (35), 7924-7930 2023

7.机器学习研究液氮温度以上的铜氧化物超导材料
Cuprate superconducting materials above liquid nitrogen temperature from machine learning
Y Wang, T Su, Y Cui, X Ma, X Zhou, Y Wang, S Hu, W Ren
RSC advances 13 (29), 19836-19845 2023

8.基于可解释Δ机器学习的精确带隙预测
Accurate band gap prediction based on an interpretable Δ-machine learning
L Zhang, T Su, M Li, F Jia, S Hu, P Zhang, W Ren
Materials Today Communications 33, 104630 2022

9.物理特征助力机器学习认知晶体属性
Physics-Based Feature Makes Machine Learning Cognizing Crystal Properties Simple
T Su, Y Cui, Z Lian, M Hu, M Li, W Lu, W Ren
The Journal of Physical Chemistry Letters 12 (35), 8521-8527 2021

10.第一原理/机器学习研究有机-无机杂化钙钛矿的电子输运
Electronic transport of organic-inorganic hybrid perovskites from first-principles and machine learning
L Li, Y You, S Hu, Y Shi, G Zhao, C Chen, Y Wang, A Stroppa, W Ren
Applied Physics Letters 114, 083102 2019

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