周继寒

研究员，博士生导师

研究方向：物理化学，多维原子分辨成像，电子显微学

办公室：化学楼A601
办公室电话：010-62750956
电子信箱：jhzhou@pku.edu.cn
个人主页：https://www.chem.pku.edu.cn/jhzhou/

学术简历

2020-至今 PI，北京大学物理化学研究所
2015-2020 访问学者，美国劳伦斯伯克利国家实验室国家电镜中心
2019-2020 助理项目科学家，美国加州大学洛杉矶分校物理与天文学院
2014-2019 博士后，美国加州大学洛杉矶分校物理与天文学院
2009-2014 理学博士北京大学化学与分子工程学院
2011-2012 联合培养博士牛津大学物理学院
2005-2009 理学学士北京大学化学与分子工程学院

科研领域及兴趣

原子是组成物质的基本单元。原子在三维空间的排布决定了物质的物理、化学性质。精确定位原子的三维位置对于认识材料的结构与功能尤为重要。很多材料的性能直接取决于空位、表面重构、点缺陷、晶界缺陷、位错等缺陷原子的排列。这些非完美晶体还可能在外界刺激下演变成更为复杂的结构，而这些动力学过程目前在原子分辨尺度下的变化尚不清楚。本课题组致力于发展高精尖的化学测量学技术，特别是原子分辨多维成像技术，用于精准获取物质在三维原子分辨尺度下组成、分布、结构与性质及其时空变化规律，从而解决物理、化学以及材料科学领域的传统难题。目前的研究方向包括：

功能纳米材料的原子结构与功能的关系，重点感兴趣的功能材料有催化材料，高分子材料以及高熵合金材料；
单原子分辨尺度多维研究物质材料结构的动态变化，解决例如探测原子在固体中的扩散，跟踪晶体相变过程的晶界运动等重要物理化学问题；
开发新的电子成像方法，用于电子束敏感物质，特别是非晶物质的三维成像，并在此基础上研究凝聚态物理的难题--玻璃化转变。

近五年代表性论文

M. Peng^#, Y. Ge^#, R. Gao^#, J. Yang^#, A. Li^#, Z. Xie, Q. Yu, J. Zhang, A. Hiroyuki, H. Zhang, Z. Liu, Q. Zhang, J. Deng, J. Zhou*, W. Zhou*, G. J. Hutchings*, D. Ma*, Thermal catalytic reforming for hydrogen production with zero CO₂ emission, Science 387, 769-775 (2025).
Z. Sun^#, Y. Zhang^#, Z. Li, X. Du, Z. Xie, Y. Dai, C. Ophus, J. Zhou*, Strain release by 3D atomic misfit in fivefold twinned icosahedral nanoparticles with amorphization and dislocations, Nat. Commun. 16, 1595 (2025).
J. Xie^#, Z. Xie^#, Z. Li, Y. Dai, Y. Zhang, Y. Bu, C. Liu, H. Jiang, X. Cheng, M. Li*, J. Zhou*, Revealing the interface-driven atomic local chemical heterogeneity in bimetallic catalysts in three dimensions, J. Am. Chem. Soc. 147, 41573-41585 (2025).
Y. Zhang^#, Z. Li^#, X. Tong^#, Z. Xie, S. Huang, Y.-E Zhang, H.-B. Ke.*, W.-H. Wang, J. Zhou*, Three-dimensional atomic insights into the metal-oxide interface in Zr-ZrO₂ nanoparticles, Nat. Commun. 15, 7624 (2024).
Z. Li, Z. Xie, Y. Zhang, X. Mu, J. Xie, H.-J. Yin, Y.-W. Zhang, C. Ophus, J. Zhou*, Probing the atomically diffuse interfaces in Pd@Pt core-shell nanoparticles in three dimensions, Nat. Commun. 14, 2934 (2023).
Z. Li#, Y. Wang#, H. Liu#, Y. Feng, X. Du, Z. Xie, J. Zhou*, Y. Liu, Y. Song, F. Wang, M. Sui, Y. Lu*, F. Fang*, D. Sun*, Electroreduction-driven distorted nanotwins activate pure Cu for efficient hydrogen evolution, Nat. Mater. 24, 424-432 (2025).
X. Tong^#, Y.-E Zhang^#, B.-S. Shang, H.-P. Zhang, Z. Li, Y. Zhang, G. Wang, Y.-H. Liu, Y. Zhao, B. Zhang, H.-B. Ke*, J. Zhou*, H.-Y. Bai*, W.-H. Wang, Breaking the vitrification limitation of monatomic metals, Nat. Mater. 23, 1193-1199 (2024).
Z. Yang^#, J. Xie^#, Y. Li, Y. He, G. Liu, G. Qu, G. Zhang, Y. Wang*, J. Zhou*, Y. Huang*, and C. Wang*, Tailored interphase chemistry enables ultra-stable O3-type sodium layered oxide cathodes, J. Am. Chem. Soc. 147, 44060-44071 (2025).
H. Liu^#, Y. Zhang^#, L. Zhang^#, X. Mu^#, L. Zhang, S. Zhu, K. Wang, B. Yu, Y. Jiang, J. Zhou*, F. Yang*, Unveiling local chemical order of high-entropy intermetallic for alkyl-substitution dependent semi-hydrogenation of alkynes, J. Am. Chem. Soc. 146, 20193-20204, (2024).