个人简介

刘癸庚，2017年本科毕业于南开大学物理伯苓班，2023年博士毕业于南洋理工大学物理与数学学院。博士毕业后于南洋理工大学继续从事博士后研究。2024年全职加入西湖大学，担任工学院助理教授（独立PI、博士生导师），并获得国家海外高层次人才青年项目资助。曾获得2017年度大学生“国创”特等奖、2017年度天津市级优秀毕业设计、2021年度中国国家优秀自费留学生奖学金、2022年度中国光学十大社会影响力事件、2023年度新加坡材料学会优秀博士毕业论文金牌、2023年度南洋理工大学全校唯一Research Excellence Award、2024年度Rising Stars of Light (Finalist Award)等。

学术成果

刘癸庚博士长期致力于以光学和声学等经典复杂波体系为载体的新机理和新物理的研究，包括拓扑物理、非厄米物理以及空间结构光场等。例如在基于非互易光学体系中，刘癸庚博士在理论和实验上发现了一系列新颖的拓扑物态，提出了一系列电磁调控新机理，相关成果以第一/通讯作者发表于Nature和Science等期刊。以下是他的几项代表性工作介绍：

1. 构建首个三维陈绝缘体。陈绝缘体作为拓扑物理研究中最基础和重要的拓扑态之一，其实验发现一直是研究的核心问题。以往的研究仅实现了二维陈绝缘体（如量子反常霍尔效应），而三维陈绝缘体一直未被发现。刘癸庚博士与合作者利用三维磁性光子晶体成功构建了首个三维陈绝缘体，将陈绝缘体的研究推进到了三维领域。同时，他还将陈绝缘体的体边对应关系进行了推广，实验上构建了陈矢量来表征三维陈绝缘体，并且发现了拓扑表面波的纽结和链环等。(Gui-Geng Liu, et al. Nature 609, 925 (2022))

2. 构建首个光学轴子绝缘体。轴子是理论预测的一种可能的暗物质成分，由轴子场描述。虽然轴子尚未在实验中直接观测到，但在晶体中可以以准粒子的形式出现。刘博士与合作者在光子晶体中模拟了轴子场，首次实现了光学轴子绝缘体，观测到了由轴子场产生的半整数陈数表征的拓扑表面态以及手性棱态。(Gui-Geng Liu, et al. Science in press)

3. 系统研究了非互易光学体系中的非厄米局域态、能带简并态、无序扰动引发的拓扑特性、反手性边界态等。(Phys. Rev. Lett. 132, 113802 (2024); Phys. Rev. Lett. 125, 133603 (2020); Nat. Commun. 11, 1873 (2020); Natl. Sci. Rev. 11, nwae121 (2024); Sci. Bull. 69, 2050 (2024); Nat. Commun. 14, 1991 (2023); Phys. Rev. Lett. 129, 125502 (2022); Phys. Rev. Lett. 125, 263603 (2020); Light Sci. Appl. 9, 133 (2020))

除了上述工作，刘癸庚博士在拓扑声学、非厄米物理、空间结构光场和液晶超材料等领域也做出了相关贡献。

代表论文（*代表通信作者,#代表同等贡献者）

1.  Gui-Geng Liu, et al. Photonic axion insulator, Science in press.

2. Gui-Geng Liu, et al. Topological Chern vectors in three-dimensional photonic crystals, Nature 609, 925 (2022).

3. Gui-Geng Liu, et al. Localization of chiral edge states by the non-Hermitian skin effect, Phys. Rev. Lett. 132, 113802 (2024).

4. Gui-Geng Liu, et al. Topological Anderson insulator in disordered photonic crystals, Phys. Rev. Lett. 125, 133603 (2020).

★ Featured in APS Physics & Editors’ Suggestion

5. Gui-Geng Liu, et al. Observation of an unpaired photonic Dirac point, Nat. Commun. 11, 1873 (2020).

6. Peiheng Zhou, Gui-Geng Liu*, et al. Realization of a quadrupole topological insulator phase in a gyromagnetic photonic crystal, Natl. Sci. Rev. 11, nwae121 (2024).

7. Zhenxiao Zhu, …, Gui-Geng Liu*, et al. Brillouin Klein space and half-turn space in three-dimensional acoustic crystals, Sci. Bull. 69, 2050 (2024).

8. Xiang Xi, …, Gui-Geng Liu*, et al. Topological antichiral surface states in a magnetic Weyl photonic crystal, Nat. Commun. 14, 1991 (2023).

9.  Linyun Yang, …, Gui-Geng Liu*, et al. Observation of Dirac hierarchy in three-dimensional acoustic topological insulators, Phys. Rev. Lett. 129, 125502 (2022).

★ Editors’ Suggestion

10. Peiheng Zhou, Gui-Geng Liu*, et al. Observation of photonic antichiral edge states, Phys. Rev. Lett. 125, 263603 (2020).

11. Peiheng Zhou, Gui-Geng Liu#, et al. Photonic amorphous topological insulator, Light Sci. Appl. 9, 133 (2020).

联系方式

电子邮箱：liuguigeng@westlake.edu.cn

本实验室致力于开展拓扑物理（基于微波、太赫兹、光学、声学、电路等体系）、非厄米物理以及其他相关领域的研究。本实验室也欢迎具有其他科学背景的学者加入，有意向的学者可以与刘癸庚博士直接联系，讨论相关研究内容。若条件允许，实验室可以提供经费支持并组织资源开展相关领域研究。

目前，我们正在招收博士后、博士生、科研助理、访问学者等成员，实验室将提供优厚的生活待遇、自由的学术环境、有前景的研究课题。对有意向申请者，鼓励尽早与刘癸庚博士直接联系。