馮巖， 蘇州大學凝聚態物理及交叉研究中心特聘教授 ，博士， "**計劃”青年人才。

教育及工作經歷：

2001年本科畢業于南京大學物理學系。

2004年獲南京大學物理學系凝聚態物理專業碩士學位。

2010年獲美國愛荷華大學(The University of Iowa)等離子體物理專業博士學位。

2010年至2012年在愛荷華大學物理與天文系從事博士后研究工作。

2012年至2014年在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)任主任博士后研究員(Director’s Postdoctoral Fellow)。

2014年11月入職蘇州大學，任特聘教授、等離子體物理和凝聚態物理專業博士生導師。

2015年初入選第11批青年**計劃。

學術兼職：

擔任Physical Review Letters等近二十個主流等離子體物理雜志審稿人。

研究興趣：

塵埃等離子體物理實驗及模擬(Dusty Plasma Physics Experiments and Simulations)，利用塵埃等離子體實驗系統，研究凝聚態系統中的物理現象。

研究方向：

主要從事塵埃等離子體物理的研究，利用塵埃等離子體實驗系統，研究凝聚態系統中的物理現象，以實驗為主，同時結合模擬理論研究。

承擔科研項目情況：

曾主持和參與過美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室，美國國家航空航天局(NASA)，美國國家科學基金會(NSF)和美國能源部(DOE)的多個研究項目。

科研成果：

以塵埃等離子體實驗體系為模型系統，圍繞過熱固體態，剪切導致熔化，黏性致熱，輸運， 黏彈性等課題取得過多項成果。已在國際知名的期刊如Physical Review Letters、Physical Review E等上發表論文30余篇，其中Physical Review Letters一作四篇。受邀分別在2010年美國物理學會等離子體物理分部年會和2011年電氣電子工程學會等離子體會議上作大會邀請報告。為Physical Review Letters等近二十個主流等離子體物理雜志審稿近百篇。

在Physical Review系列雜志上發表論文15篇，其中包括第一作者在Phys. Rev. Lett.發表4篇，在Phys. Rev. E發表7篇。已為Phys. Rev. Lett.等近20個主流物理雜志審稿近百篇。

代表論文：

1. Yan Feng, J. Goree, and Bin Liu, Observation of temperature peaks due to strong viscous heating in a dusty plasma flow. Physical Review Letters, 109, 185002 (2012).

2. Yan Feng , J. Goree, and Bin Liu, Energy transport in a shear flow of particles in a two-dimensional dusty plasma, Physical Review E, 2012, Vol. 86, 056403.

3. Yan Feng, J. Goree, and Bin Liu, Viscoelasticity of 2D liquids quantified in a dusty plasma experiment. Physical Review Letters, 105, 025002 (2010).

4. Yan Feng, J. Goree, and Bin Liu, Evolution of shear-induced melting in a dusty plasma. Physical Review Letters, 104, 165003 (2010).

5. Yan Feng, J. Goree, and Bin Liu, Solid superheating observed in two-dimensional strongly-coupled dusty plasma. Physical Review Letters, 100, 205007  (2008).

榮譽獎勵：

1、2012年，獲美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室主任博士后研究獎。

2、2015年初入選第11批青年**計劃。

學術交流：

1、在2010年美國物理學會等離子體物理分部年會上作大會邀請報告。

2、2011年電氣電子工程學會等離子體會議上作大會邀請報告。

3、2015年應邀在吉林師范大學物理學院做報告。

4、2015年應邀在東華大學理學院做報告。

上世紀80年代之前，塵埃等離子體物理還只是天體物理的小分支，當90年代初期，塵埃等離子體在半導體刻蝕工藝中首次被發現，隨后立刻在實驗室成功實現后，全球物理學家對該領域表現出高度的熱情，引發了一波持續至今的研究熱潮，同時一系列重要實驗成果不斷涌現，蘇州大學教授馮巖很榮幸地參與其中。 　　　

馮巖向記者解釋，塵埃等離子體物理是研究在等離子體環境中納米到毫米尺度的固體顆粒的一門新興的交叉學科，研究課題涵蓋了等離子體物理、天體物理、半導體加工工藝、凝聚態物理、軟物質物理、流體物理、統計物理等。從2005年5月進入愛荷華大學Goree教授課題組開始接觸塵埃等離子體以來，馮巖已有十年塵埃等離子體的研究經歷。馮巖對塵埃等離子體開展的研究，主要以實驗為主，同時結合模擬理論研究。 　　 　　　

塵埃等離子體的三大新發現 　　 　　　

塵埃等離子體具備常見的固體和液體的某些性質，像固體的彈性、液體的黏性等。因此它的黏彈性早有人預言，并已經用于一些理論研究，不過在實驗上從未有人對其黏彈性有過真正的量化。馮巖及其科研團隊從系統的剪切流以及應力張量的漲落行為著手，發明了根據顆粒動力學行為而計算出隨波數變化的黏度和隨頻率變化的復數黏度的方法，從而量化其黏彈性，且已成功用于塵埃等離子體實驗，系統地從實驗上量化了塵埃等離子體在不同空間尺度和時間尺度上的黏彈性。 　　　

這一研究很快在塵埃等離子體領域獲得廣泛好評，馮巖說：“因為這項研究，作為第一作者，我獲得了在美國舉行的最重要的兩個等離子體國際會議，APS-DPP年會和IEEE等離子體會議，特邀報告兩次。”目前，馮巖的這項研究成果已經被別的研究組廣泛應用。 　　　

塵埃等離子體的多種輸運機制也是馮巖的研究內容之一。在塵埃等離子體實驗和模擬中，擴散、黏度和熱導這三種輸運機制馮巖曾經都系統地研究過，做過一系列課題。在這其中，他在實驗中發現了塵埃等離子體中存在的巨大的黏性致熱現象，是目前所有實驗體系中最極端的。除了在塵埃等離子體，這個實驗結果在流體物理、強耦合等離子體物理、軟物質物理等方面都有重要意義。 　　　

馮巖最初的研究目標是，希望能通過塵埃等離子體研究二維固液相變。基于此，他負責了相關項目的開展，完成了其中的兩個實驗：塵埃等離子體中的過熱固體態和剪切導致熔化的演進過程。第一個實驗實現了塵埃等離子體的過熱固體態，這一特殊狀態的發現是領先于塵埃等離子體理論，乃至更廣的強耦合等離子體的理論預言，直接通過實驗觀測到了過熱固體這一物理狀態的存在。這個結果獲得評審專家廣泛認可，他們一致認為這個實驗首次明確了缺陷在固液相變的作用，在凝聚態物理的眾多領域都將有應用。第二個實驗觀測了塵埃等離子體從固體晶體因剪切導致熔化的演進過程。“我們的時空演進圖揭示了剪切導致熔化這一過程中本質的物理圖景。這一實驗結果剛發表，立刻被國外做理論的課題組跟進，他們把相同的實驗設計放進了液體環境下，通過數值模擬研究了由于剪切而引發的不穩定性。”馮巖解釋道。 　　 　　　

在探索中發展塵埃等離子體 　　 　　　

塵埃等離子體實驗最強大的地方在于它的探測手段，即單顆粒追蹤系統，遠遠強大于其他的等離子體物理分支，乃至其他物理學系統。從顆粒追蹤系統得到所有顆粒的精確的位置和速度，從而可以做進一步的結構和動力學分析。馮巖說：“隨著實驗精度的提高，常用的老方法中存在的一些系統誤差造成了越來越嚴重的后果，例如峰值鎖定誤差。”工欲善其事必先利其器，針對這一缺陷，馮巖著手開發完善實驗研究手段和技術。 　　　

在顆粒追蹤系統的誤差這個課題中，馮巖及其科研團隊完成了兩個項目：一個是關于顆粒位置，另一個是關于顆粒速度。“我們從硬件數據采集和軟件數據分析兩個方面的各個細節系統地分析了誤差的來源，同時也提出了幾個可行性建議使得實驗分析的誤差盡可能地最小化。”馮巖說。這兩項工作都發表在了全球一流的實驗儀器及技術類雜志Review of Scientific Instruments上，受到廣泛關注，引用次數在該雜志當年發表的所有文章中分別排在前1.3%和并列前2.6%，包括被多篇PRL引用。 　　　

目前，世界上幾乎所有做實驗塵埃等離子體的課題組都在用馮巖發明的方法。更讓馮巖和團隊成員都引以自豪的是，其他領域，像流體、膠體、生物物理、甚至天文領域，都有不少文章在借鑒、引用這套方法。“每個學科都有其學科特點，利用塵埃等離子體獨特的實驗方法獲得的成果能夠被借鑒到其他領域是我們的榮幸。任何一個研究人員都有義務將自身領域的實驗優勢發揚光大，讓自身小領域的發現給更多的人帶來更大的應用。”馮巖說。 　　　

從塵埃等離子體研究的歷程來看，其在1995年迎來大發展，全球相繼組建了二三十個實驗課題組，但德國和美國的課題組發展得最好，一直擁有著強勢的主導權。作為一名海外歸來的科學家，馮巖將搭建一套全新的塵埃等離子體設備，依托這套設備，培養一個科研團隊，努力為我國塵埃等離子體在國際領域贏得話語權。馮巖說：“塵埃等離子體領域的研究，應該依托實驗裝置。綜觀當前世界強組，全是依托塵埃等離子體科研裝置。2000年前后，國內也曾經有過塵埃等離子體研究熱潮，在一線期刊上出過一系列重量級的成果。但當時國內幾乎全部都是理論的課題組參與，缺乏大量的一手實驗的支撐，做理論的研究人員興趣一轉，整個方向就立刻冷了下來。與大陸形成強烈對比的是臺灣國立中央大學伊林教授，他帶領的課題組有一個實驗裝置，正是依托這個實驗裝置，從20世紀90年代初到現在，他的課題組始終走在塵埃等離子體這個領域的前沿。” 　　　

除了與國際接軌，回國后的馮巖更意識到，這項研究需要與國家當前的重大需求接軌，積極參與國內當前如火如荼的等離子體物理研究計劃。 　　 　　　

開啟蘇州大學新征程 　　 　　　

作為“青年**計劃”入選者，馮巖于2014年11月全職回國，鐘情蘇州大學。在蘇州大學物理科學與技術學院和軟凝聚態物理及交叉研究中心，馮巖正在為搭建一套全面的塵埃等離子體實驗系統而忙碌。 　　　

他提到，與國外相比，國內在實驗設備搭建方面相對難度較大，尤其一些設備被歐美管制，即使可以申請購買，審批手續也很繁瑣，費時費力，“實驗設備的運轉關乎塵埃等離子體是否有新的研究成果，好的實驗裝置可以吸引相當數量的研究人員。如果能搭建起完整的實驗設備，中國在塵埃等離子體領域將會有更好的發展。” 　　　

為此，馮巖希望能建設一支塵埃等離子體研究團隊。深諳國外教學模式的馮巖非常重視學生的培養，他說：“非常幸運可以在Goree教授的課題組攻讀博士學位，在那里的這些年，每做一個課題，從前期可行性立項開始，實驗的準備到中期操作，數據分析，再到后期論文撰寫、匯報報告，包括下一個課題的引入，Goree教授都會給予系統培訓。這樣的耐心不是每一個導師都能具備的，在這一方面，我將多多學習他，這可能會有利于學生在整個科研工作步驟上的把握以及思路上的引導。” 　　　

馮巖希望，經過三五年的發展，塵埃等離子體團隊將會有兩三名教授、副教授帶領課題組的科研項目，兩名左右專職工程師或實驗員協助維護整套塵埃等離子體設備，以及多名研究生和博士后。 　　　

“我將盡我最大能力讓我們課題組的研究在全世界塵埃等離子體屆占據一席之地。”馮巖說。在塵埃等離子體這項神秘的研究中，馮巖已經走在前沿，而在蘇州大學的奮斗中，馮巖才剛剛起步。 　　 　

專家簡介： 　　　

馮巖，“青年**計劃”入選者。南京大學物理系本科及碩士畢業，美國愛荷華大學博士畢業，2010至2012年在美國愛荷華大學做博士后，2012年至2014年在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室擔任主任博士后研究員。2014年11月，受聘蘇州大學教授。 　　　

近年，在Physical Review系列雜志上發表論文15篇，其中包括第一作者在Phys. Rev. Lett.發表4篇，在Phys. Rev. E發表7篇。已為Phys. Rev. Lett.等近20個主流物理雜志審稿近百篇。2012年，獲美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室主任博士后研究獎。

來源：科學中國人  2015年12期