陆汉涛，教授，硕士生导师。2006年12月于北京大学获理学博士学位（与中国科学院理论物理研究所联合培养）。先后在韩国高等研究中心（KIAS）及日本京都大学汤川理论物理研究所（YITP）从事博士后研究。2013年起任职于兰州大学物理科学与技术学院，2022年晋升为教授。主持国家自然科学基金面上项目两项，参与数项。

主要研究领域包括凝聚态物理中低维强关联系统及其相关的非平衡动力学性质，具体包括：1）低维强关联电子系统及其非平衡动力学；2）分数量子霍尔效应和非费米液体行为；3）自旋系统。

现阶段主要关注的研究方向是凝聚态物理中低维强关联系统的超快动力学过程。近年来，随着光源技术的迅速发展，尤其是稳定且可精确调控的超短激光脉冲光源的实现，以及相关探测手段的不断完善，为强关联材料和复杂凝聚态体系的研究开辟了新的方向与维度。（值得一提的是，2023 年诺贝尔物理学奖授予了三位在阿秒光脉冲实验方法方面作出开创性贡献的科学家，该方法使得对物质电子动力学的直接研究成为可能。）

在具备原子空间分辨率与亚皮秒时间分辨率的实验条件下，人们得以实时观测体系的非平衡演化过程，这为深入理解关联系统的本质特征提供了新的契机。目前，关于量子材料超快过程的实验研究发展迅速，也对理论研究提出了新的挑战和要求。一方面，量子材料本身的复杂性使得体系内部的关联效应与量子涨落难以精确处理；另一方面，在超快或强场驱动下，体系的非平衡演化不仅受低能物理支配，还显著依赖于高能区的短程与瞬时关联，从而使问题更加复杂。

我们主要从模型分析与数值模拟的角度出发，探讨上述问题，希望能对实际材料体系的理解与研究有所裨益。与此方向相关的另一课题是量子多体系统在孤立和开放条件下的非平衡演化。该课题在理论上涉及量子力学、统计物理和量子信息等领域的交叉，并与冷原子、光晶格、量子材料及量子调控等实验研究密切相关。当前采用的研究手段包括精确对角化、密度矩阵重整化群、张量网络等数值方法，并结合传统的场论分析及解析方法。

本科教学：

• 2020年-至今，量子基础II
• 2021年-至今，力学基础III
• 2019年-至今，力学基础II
• 2015年-2018年，理论力学A
• 2018年-2023年，线性代数I
• 2014年-2017年，线性代数与概率论

研究生教学：

• 2021年-至今，力学基础III

部分研究工作如下：

[29] Zhenyu Cheng, Li Yang, Xiang Hu, Hantao Lu, Zhongbing Huang, and Liang Du, "New pathway to impact ionization in a photoexcited one-dimensional ionic Hubbard model", Phys. Rev. Lett 135, 136501 (2025). [arXiv:2412.05798]

[28] Yong-Yi Tang, Yin Zhong, and Hantao Lu, "Characterizing spin ordering via maximal row correlation in classical spin models", Phys. Rev. E 112, 034123 (2025). [arXiv:2505.02451]

[27] Jun Chang, Hantao Lu, Jize Zhao, Hong-Gang Luo, and Yang Ding, "Energy dispersion, superconductivity, and magnetic fluctuations in stacked altermagnetic materials", Phys. Rev. B 111, 104432 (2025). [arXiv:2503.12710]

[26] Can Shao, Takami Tohyama, and Hantao Lu, "Photoinduced phase switching from Mott insulator to metallic state in the quarter-filled Peierls-Hubbard model", Phys. Rev. B 110, 245121 (2024). [arXiv:2406.01110]

[25] Bao-Qing Wang, Can Shao, Takami Tohyama, Hong-Gang Luo, and Hantao Lu, "Topological phase in the extended Haldane-Hubbard model with sublattice-dependent repulsion", Phys. Rev. B 110, 035107 (2024). [arXiv:2407.02941]

[24] Zhenyu Cheng, Ying Li, Hantao Lu, Xiang Hu, Zhongbing Huang, Gregory A. Fiete, and Liang Du, "Site-selective doublon-holon dynamics in a pumped one-dimensional Hubbard superlattice with staggered Coulomb interactions", Phys. Rev. B 109, 195121 (2024). [arXiv:2311.13395]

[23] Zhuotao Xie, Ming Zhao, Hantao Lu, Zhongbing Huang, Gregory A. Fiete, Xiang Hu, and Liang Du, "Quench dynamics in the one-dimensional mass-imbalanced ionic Hubbard model", Phys. Rev. B 107, 195147 (2023). [arXiv: 2211.10868]

[22] Hao Yuan, YangBin Guo, Ruifeng Lu, Hantao Lu, and Can Shao, "Phase transitions in the Haldane-Hubbard model with ionic potentials", Phys. Rev. B 107, 075150 (2023). [arXiv:2205.14909]

[21] Weitao Chen, Liangtao Peng, Hantao Lu, and Xiancong Lu, “Characterizing bulk-boundary correspondence of one-dimensional non-Hermitian interacting systems by edge entanglement entropy”, Phys. Rev. B 105, 075126 (2022). [arXiv:2108.00607]

[20] Can Shao, Hantao Lu, Xiao Zhang, Chao Yu, Takami Tohyama, Ruifeng Lu, “High-Harmonic Generation Approaching the Quantum Critical Point of Strongly Correlated Systems”, Phys. Rev. Lett. 128, 047401 (2022). [arXiv:2107.06568]

[19] You-Ming Wei and Hantao Lu, “General interaction quenches in a Luttinger liquid”, Commun. Theor. Phys. 74, 015702 (2022). [arXiv:2009.05693]

[18] Can Shao, Takami Tohyama, Hong-Gang Luo, and Hantao Lu, “Analysis of the time-resolved single-particle spectrum on the one-dimensional extended Hubbard model”, Phys. Rev. B 101, 045128 (2020). [arXiv:1906.07873]

[17] Can Shao, Hantao Lu, Hong-Gang Luo, and Rubem Mondaini, “Photoinduced enhancement of bond-order in the one-dimensional extended Hubbard model”, Phys. Rev. B 100, 041114(R) (2019). [arXiv:1812.05894]

[16] Can Shao, Takami Tohyama, Hong-Gang Luo, and Hantao Lu, “Photoinduced charge carrier dynamics in Hubbard two-leg ladders and chains”, Phys. Rev. B 99, 035121 (2019). [arXiv:1811.10845]

[15] Yuehua Su and Hantao Lu, “Breakdown of the Landau Fermi liquids theory: Restrictions on the degrees of freedom of quantum electrons”, Front. Phys. 14, 137103 (2018). [arXiv:1612.06683]

[14] Jae-Seung Jeong, Hantao Lu, Ki Hoon Lee, Kenji Hashimoto, Suk Bum Chung, and Kwon Park, “Competing states for the fractional quantum Hall effect in the 1/3-filled second Landau level”, Phys. Rev. B 96, 125148 (2017). [arXiv:1601.00403]

[13] Tie-Feng Fang, Ai-Min Guo, Han-Tao Lu, Hong-Gang Luo, and Qing-Feng Sun, “Charge Kondo effect in negative-U quantum dots with superconducting electrodes”, Phys. Rev. B 96, 085131 (2017).

[12] Can Shao, Takami Tohyama, Hong-Gang Luo, and Hantao Lu, “Numerical method to compute optical conductivity based on the pump-probe simulations”, Phys. Rev. B 93, 195144 (2016). [arXiv:1507.01200]

[11] Hantao Lu, Can Shao, Janez Bonca, Dirk Manske, and Takami Tohyama, “Photoinduced in-gap excitations in the one-dimensional extended Hubbard model”, Phys. Rev. B 91, 245117 (2015). [arXiv:1502.03883]

[10] Hantao Lu, Janez Bonca, and Takami Tohyama, “Double-Pulse Deexcitations in a One-Dimensional Strongly Correlated System”, Europhys. Lett. 103, 57005 (2013). [arXiv:1304.7555]

[9] Jinping Li, Jiecai Han, Songhe Meng, Hantao Lu, and Takami Tohyama, “Optical properties of monoclinic HfO2 studied by first-principles local density approximation + U approach”, Appl. Phys. Lett. 103, 071916 (2013). [arXiv:1306.0391]

[8] Hantao Lu, Shigetoshi Sota, Hiroaki Matsueda, Janez Bonca, and Takami Tohyama, “Photoinduced spin-order destructions in one-dimensional extended Hubbard model”, J. Phys.: Conf. Ser. 454, 012079 (2013). [arXiv:1211.1749]

[7] Hantao Lu, Shigetoshi Sota, Hiroaki Matsueda, Janez Bonca, and Takami Tohyama, “Enhanced Charge Order in a Photoexcited One-Dimensional Strongly Correlated System”, Phys. Rev. Lett. 109, 197401 (2012). [arXiv:1204.1107]

[6] Hantao Lu, Sankar Das Sarma, and Kwon Park, “Superconducting order parameter for the even-denominator fractional quantum Hall effect”, Phys. Rev. B 82, 201303(R) (2010). [arXiv:1008.1587]

[5] H.T. Lu, L.Q. Sun, Shanjin Qin, and Y.J. Wang, “Transfer-matrix renormalization group study of spin ladders with cyclic four-spin interactions”, Phys. Rev. B 74, 224447 (2006). [cond-mat/0701243]

[4] H.T. Lu, Y.J. Wang, Shaojin Qin, and T. Xiang, “Zigzag spin chains with antiferromagnetic-ferromagnetic interactions: Transfer-matrix renormalization group study”, Phys. Rev. B 74, 134425 (2006). [cond-mat/0603519]

[3] H.T. Lu, Y.H. Su, L.Q. Sun, J. Chang, C.S. Liu, H.G. Luo, and T. Xiang, “Thermodynamic properties of tetrameric bond-alternating spin chains”, Phys. Rev. B 71, 144426 (2005). [cond-mat/0412275]

[2] J. Chang, Y.H. Su, H.G. Luo, H.T. Lu, and T. Xiang, “Effect of impurity resonance states on the NMR spectra of high-Tc cuprates”, Phys. Rev. B 70, 212507 (2004). [cond-mat/0405480]

[1] Y.H. Su, J. Chang, H.T. Lu, H.G. Luo, and T. Xiang, “Effect of bilayer coupling on tunneling conductance of double-layer high-Tc cuprates”, Phys. Rev. B 68, 212501 (2003). [cond-mat/0312091]

主持国家自然科学基金面上项目两项：“低维关联量子系统的非平衡超快动力学过程研究”（2015-2018）；“关于孤立量子多粒子系统非平衡性质的研究”（2022-2025）。 
 

主要研究成果

1. 非平衡响应函数的数值方法与泵浦-探测过程模拟

我们提出了一种用于模拟泵浦-探测（pump-probe）过程、计算非平衡响应函数的数值方法。利用该方案发现，不同形式的探测脉冲会导致所得含时光电导存在较大差异。通过对结果的系统分析，我们建立了该数值方案与现有两类理论估计方法之间的对应关系，澄清了含时光电导计算中的若干误区与模糊之处。该工作已被多次引用，成果发表在【Phys. Rev. B 93, 195144 (2016)】。

2. 低维强关联体系中的光致相变与非平衡物态

以一维半满扩展Hubbard模型为研究对象，我们通过精确对角化和含时密度矩阵重整化群方法，从数值上验证了光脉冲可在非平衡条件下诱导体系实现从Mott绝缘相向电荷密度波（CDW）相的跨越，并揭示了在CDW相中诱导价键有序态（BOW）的可能性【Phys. Rev. Lett. 109, 197401 (2012)；Phys. Rev. B 100, 041114(R) (2019)】。此外，在四分之一填充的 Peierls-Hubbard 链中，我们发现光致绝缘体-金属转变的驱动机制源于二聚体内与二聚体间动能的重新分布，而非传统的载流子注入效应【Phys. Rev. B 110, 245121 (2024)】。

3. 一维Hubbard模型及相关体系的非平衡动力学

我们发现，在引入最近邻相互作用后，一维Hubbard模型的低能光吸收谱中出现孤立的激子吸收峰。由此提出利用脉冲外场选择性激发，可构建由基态与激子态组成的“多体量子节拍器”【 Europhys. Lett. 103, 57005 (2013)】。随后，我们系统研究了该模型中光致激发隙间态的起源及其在相内与跨相淬火下的含时单粒子谱演化【Phys. Rev. B 91, 245117 (2015); Phys. Rev. B 101, 045128 (2020); J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 56, 085101 (2023)】。

与广西师范大学杜亮课题组合作，我们进一步研究了质量不平衡离子化Hubbard模型的淬火动力学，揭示了淬火时间、有效温度及序参量振荡频率与激发能隙之间的定量关系【Phys. Rev. B 107, 195147 (2023)】。此外，我们对具有交错在位相互作用的超晶格Hubbard模型在强场下的电荷动力学进行了分析，揭示了多光子过程的非线性效应及电荷自由度的子格选择性激发行为【Phys. Rev. B 109, 195121 (2024)】。近期，我们发现离子化Hubbard模型在泵浦过程中积累的离子化势能可促进额外doublon激发的产生，为碰撞电离提供了除传统动能驱动外的新机制【Phys. Rev. Lett. 135, 136501 (2025)】。

4. 高次谐波辐射与非平衡电子动力学

我们将非平衡动力学的研究方法推广至高次谐波辐射领域。通过精确对角化计算，研究了一维半满扩展Hubbard模型及二维含相互作用的无自旋Haldane模型在量子临界点附近的超快动力学，建立了高次谐波谱与光电导谱之间的定量对应，并探讨了基于奇偶次谐波信号探测拓扑相变的可行性【Phys. Rev. Lett. 128, 047401 (2022)】。该工作与南京理工大学陆瑞锋、邵灿研究组合作完成。

5. 孤立量子系统的非平衡与热化动力学

针对偏离半满的Hubbard模型，我们系统研究了超快激励外场关闭后的电荷弛豫与热化过程，并定量分析了含时Drude权重的演化。比较链与梯子上的可积与不可积情形后，我们提出了决定电荷动力学的两个普适竞争机制：体系内部的热化作用与光场诱导的巡游电子贡献【Phys. Rev. B 99, 035121 (2019)】。基于Luttinger液体理论，我们推广了无能隙相内任意相互作用淬火下动量空间纠缠熵与Loschmidt回波之间的普适对应关系，并在一维XXZ自旋链上通过数值方法加以验证【Commun. Theor. Phys. 74, 015702 (2022)】。

6. 二维Haldane-Hubbard模型的拓扑相变与超晶格效应

我们研究了在存在离子势时二维蜂窝晶格上Haldane–Hubbard模型的拓扑相变。结果表明，在所考察的有限尺寸体系中，陈数由2向1的跃迁并非在周期性边界条件下出现，而是在施加扭曲边界条件时实现【Phys. Rev. B 107, 075150 (2023)】。进一步在模型中引入交错在位相互作用的超晶格结构后，我们发现无需离子势即可产生具有反铁磁关联的陈绝缘体（即AFCI相），且近邻相互作用有助于其稳定。这是首次通过超晶格结构获得该相，为从结构设计角度探讨拓扑与关联的耦合提供了新的思路【Phys. Rev. B 110, 035107 (2024)】。

7. 非厄米体系的拓扑相变与相互作用效应

在非厄米SSH模型研究中，我们发现其在周期与开放边界条件下的拓扑相变均可通过边缘纠缠熵准确刻画。进一步引入Hubbard相互作用后，发现原本被非厄米项破坏的体边对应会随着相互作用增强而趋于恢复【Phys. Rev. B 105, 075126 (2022)】。该工作与厦门大学卢仙聪课题组合作完成。

8. 分数量子霍尔体系与复合费米子配对

通过严格对角化计算，我们首次在5/2填充分数量子霍尔态中评估了复合费米子的配对序参量，为理解其非平庸拓扑性质提供了数值依据【Phys. Rev. B 82, 201303(R) (2010)】。进一步利用从双层映射到单层的方案，我们研究了第二朗道能级1/3填充时可能出现的霍尔态，并分析了其在不同赝势参数下的竞争关系【Phys. Rev. B 96, 125148 (2017)】。

9. 自旋系统与经典相变研究

采用转移矩阵重整化群方法，我们系统研究了锯齿型自旋链的热力学性质【Phys. Rev. B 74, 134425 (2006)】，这一工作被多次引用。在对包括Potts模型在内的经典自旋体系的相变研究中，我们基于自旋行关联矩阵提出了“最大行关联”的概念，并通过蒙特卡洛抽样验证其可作为刻画相变的简便有效序参量，所提取临界指数与传统方法结果一致【Phys. Rev. E 112, 034123 (2025)】。

欢迎对凝聚态理论及其交叉领域感兴趣、希望在多体与强关联方向深入研究的同学联系我。计划每年招收推免或报考研究生 1–2 名。