今天为大家解析上海纽约大学（NYU Shanghai）物理系的陈航晖（Hanghui Chen）教授及其博士招生方向。陈教授是凝聚态理论与材料计算领域的中坚力量，以第一性原理方法在氧化物异质结构、强关联体系和超导材料设计方面取得了系统性成果，近年连续在Nature Materials、Nature Communications、Science Advances等顶刊发表论文。本期将深入分析其研究体系、前沿创新方向和毕业后的职业发展路径。
一、院系简介
上海纽约大学（NYU Shanghai）是纽约大学全球教育体系中的重要组成部分，也是中国首所中美合办研究型大学。其物理学科依托NYU-ECNU联合物理研究院（NYU-ECNU Institute of Physics），由上海纽约大学与华东师范大学共建，聚焦凝聚态物理、量子信息、量子材料等前沿领域。该研究院汇聚了来自纽约大学、华东师范大学以及全球顶尖学术机构的研究力量，定期举办国际研讨会，并与美国国家实验室、中科院等机构保持密切合作，科研平台实力在中外合办大学中属于第一梯队。
二、导师简介
陈航晖（Hanghui Chen），上海纽约大学物理系副教授（Associate Professor，2024年起），同时担任纽约大学全球网络副教授（Global Network Associate Professor）和NYU-ECNU联合物理研究院成员。陈教授本科毕业于北京大学物理系，博士毕业于耶鲁大学（导师：Sohrab Ismail-Beigi），后在哥伦比亚大学从事博士后研究（合作导师：Andrew Millis）。2016年加入上海纽约大学，2024年获得终身教职晋升副教授。2019年获美国物理学会杰出审稿人（APS Outstanding Referee）荣誉。
| 学术指标 | Google Scholar |
|---|---|
| 总论文数 | 35+篇 |
| 总引用数 | 1,869+（持续增长中） |
| 估算h-index | ~25 |
| 近年引用趋势 | 2023年279次，2024年260次（持续高位） |
| 顶刊代表作 | Nature Materials、Nature Communications×4、Science Advances×2、PNAS、PRL×3 |
值得注意的是，陈教授近年学术产出进入加速期——仅2025年前三季度就发表了Nature Materials、Nature Communications和Science Advances各一篇，显示其课题组在镍基超导体等热点领域处于国际前沿。此外，其培养的学生毕业后去向包括麻省理工学院、耶鲁大学、布朗大学、威斯康星大学麦迪逊分校等顶级名校，体现了极强的学生培养能力。
三、导师研究领域解析
陈教授的研究横跨凝聚态物理与材料科学，以第一性原理计算为核心工具，围绕量子材料的新奇物性展开系统性研究。以下是其主要研究方向：
1. 过渡金属氧化物异质结构设计
这是陈教授最核心的研究领域。通过在原子尺度上"搭积木"——将不同氧化物材料的单层像乐高一样堆叠，探索在自然界中不存在的新型薄膜材料。利用密度泛函理论（DFT）计算，预测和设计氧化物界面处涌现的新电子结构和磁性。代表性工作发表在PRL、Nano Letters和Advanced Materials上。
2. 镍基超导体理论研究
这是近两年的核心突破方向。陈教授课题组在无限层镍氧化物和La₃Ni₂O₇等新型镍基超导体上取得了一系列重要成果，揭示了电荷序的电子起源和配对对称性的微观机制，成果发表在Nature Communications和Science Advances上。镍基超导体是继铜基超导体之后最受关注的非常规超导体系，该方向正处于国际竞争白热化阶段。
3. 强关联电子体系的多体理论方法
在方法层面，陈教授专注于DFT+DMFT（动态平均场理论）方法的开发与应用，这是处理强关联材料的最前沿计算方法。通过构建多轨道Hubbard模型，理解和控制强关联材料中的集体现象，为材料设计提供理论指导。相关方法论综述发表在Frontiers in Physics上。
4. 铁电材料中的超导性设计
陈教授课题组提出了在铁电材料中诱导超导性的创新理论方案——通过掺杂铁电体使极性声子软化，增强电子-声子耦合，从而在常压下实现传统超导电性。该成果发表在Nature Communications上，且第一作者和第二作者均为上海纽约大学本科生，展现了课题组对年轻研究者的卓越培养。
5. 拓扑量子态的材料设计
利用氧化物超晶格的数字化设计，探索在钙钛矿结构中诱导拓扑量子态的可能性。通过精确控制层间耦合和晶体场劈裂，实现从平庸态到拓扑态的相变，为拓扑电子器件提供材料基础。代表性成果发表在npj Computational Materials上。
6. 氧化物磁性与Berry曲率调控
在磁性氧化物薄膜领域，陈教授与中国科技大学、清华大学等合作者共同揭示了氧化物单层中的关联驱动八重磁各向异性（Science Advances, 2020），并阐明了SrRuO₃薄膜中Berry曲率的应变调控机制（PNAS, 2021），为自旋电子学和拓扑磁性器件提供了理论支撑。
以上六个方向共同构成了一个完整的研究体系：从方法开发（DFT+DMFT）到基础物理（强关联、超导、拓扑、磁性）再到材料设计（氧化物异质结构、铁电超导体），形成了"方法—物理—材料"三位一体的研究闭环。
四、创新idea思考
结合陈教授的研究积累和当前材料科学的前沿趋势，以下三个创新研究方向值得关注：
1. 机器学习加速的高通量镍基超导体筛选
陈教授课题组已在镍基超导体的第一性原理计算方面建立了深厚积累。一个自然的延伸方向是将机器学习势函数（如等变神经网络势）与高通量DFT计算相结合，系统性筛选具有更高超导转变温度的镍氧化物组分和结构。这与课题组已有的DMFT能力形成互补——用ML加速初筛，用DMFT精确计算候选材料，有望大幅提高镍基超导体的发现效率。
2. 氧化物异质结构中的拓扑超导态设计
陈教授在氧化物拓扑态设计和超导性理论两个方向均有成熟工作。将两者交叉，探索在精心设计的氧化物异质结构中实现拓扑超导态，是一个前沿但可行性较高的方向。具体而言，可以利用铁电基底的极化场与强自旋-轨道耦合氧化物薄膜的耦合，尝试在界面处诱导拓扑超导相，这将为拓扑量子计算提供全新的材料平台。
3. 应变工程驱动的多铁性氧化物光伏材料设计
陈教授早期曾发表关于多铁性氧化物体光伏效应的理论工作（Scientific Report, 2017）。随着钙钛矿光伏的快速发展，将氧化物异质结构的应变工程思路引入光伏材料设计，利用铁电极化和应变耦合优化光吸收和载流子分离效率，是一个兼具学术价值和应用前景的研究方向。与课题组擅长的界面电荷转移和轨道调控研究自然衔接。
五、就业前景或职业规划
凝聚态理论与计算材料科学方向的博士毕业生，拥有扎实的物理基础和强大的计算建模能力，职业路径相当宽广：
1. 科研领域：高校与科研院所
计算凝聚态/材料理论方向的博士在全球高校和研究机构中需求稳定。从陈教授课题组的毕业生去向来看，学生普遍进入MIT、耶鲁、布朗等顶级名校继续深造，具备冲击一流高校教职的潜力。国内"双一流"高校对计算材料方向人才的需求也在快速增长，尤其是在新型超导体、拓扑材料等热点方向。
2. 企业研发：半导体与新材料行业
第一性原理计算和材料模拟能力在半导体、新能源和先进材料行业有广泛应用。国际大厂如Intel、三星、台积电，以及国内的中芯国际、宁德时代等企业，都需要具备材料计算背景的高端研发人才。DFT和DMFT的技术栈在芯片新材料筛选、电池材料优化等场景中极具价值。
3. 产学研结合：材料基因组与AI for Science
材料基因组计划（Materials Genome Initiative）和AI for Science的浪潮为计算材料博士创造了大量技术转化机会。国内外的材料数据平台（如Materials Project）和相关创业公司，都需要同时理解物理原理和计算方法的人才。掌握第一性原理+机器学习交叉能力的博士尤其受欢迎。
4. 自主创业：量子计算与新材料设计
量子计算商业化进程中，量子材料模拟是最被看好的近期应用场景之一。拥有强关联体系和超导材料计算背景的博士，在量子计算软件、材料信息学平台、新材料设计SaaS等细分赛道都有创业空间。纽约大学的全球校友网络和上海的创新创业生态也提供了有利的创业环境。
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