高鸿钧，男，1963年8月出生于安徽省怀远县。中国科学院物理研究所研究员。2011年当选中国科学院院士。

高鸿钧院士以扫描隧道显微镜为主要研究手段从事纳米量子系统的构造、组装与物性及相关领域的研究工作。提出了提高STM分辨率的新方法，得到了Si(111)7×7表面最高分辨的STM图像，拓展了对STM成像机制的认识，为获得固体表面的精细电子结构以及深入研究纳米结构的生长提供了新途径；首次在Au(111)表面构筑了具有固定偏心转轴的单分子转子及其有序阵列，并实现了对单分子转动行为的调控，原理上证实了实用化单分子器件的构造；发现单个FePc分子在Au(111)表面的Kondo效应，提出了对单分子自旋态调控的新途径；首次在单分子水平上实现电导转变，显示了未来用作信息存储的可能性。这些系统性成果丰富了纳米量子结构构筑与物性调控的研究内容，为量子结构及其在器件中应用的前沿基础研究奠定了基础。他创建和领导的团队在国际相关领域得到了普遍认可。

高鸿钧院士1994获北京大学理学博士学位，1994年7月起在中科院北京真空物理开放实验室从事科研工作，先后受聘为副研究员、研究员、副主任、主任，其间，于1997年8月至2000年4月赴美国Oak Ridge National Laboratory访问（客座研究员）；2002年6月至2009年3月同时担任中科院物理所纳米物理与器件实验室研究员、主任；2006年5月至2007年5月任中科院物理所所长助理，之后一直担任中国科学院物理所副所长至今。

高鸿钧院士自上世纪九十年代初以来，以扫描隧道显微术(STM/STS)等为手段，从事纳米量子结构的组装及其机理、结构与物性的系统性研究工作。在国际上有影响力的学术成就和贡献主要有以下三个方面。

一、STM成像与原子分子操纵：以STM/STS为主要研究手段，在提高STM 表征与分析能力和原子分子操纵的研究方面取得重要进展。这些工作为第2和第3方面的研究工作奠定了坚实的基础。

1. 提出了一种提高STM分辨能力的方法，观察到了过去不能“看”到的表面精细电子结构,得到的Si(111)7x7表面STM图像分别被诺贝尔奖获得者J.C. Polanyi在2006年的综述论文和P. Moriarty在2010年Physics World的Resolution frontiers一文中采用，均誉为“迄今为止最高分辨的STM图像”。在此基础上建立了Ge在Si(111)7x7表面上初期吸附的“替代机制”，解决了Ge在Si(111)7x7表面上初期吸附位置在理论和实验上一直悬而未决的问题。提出了用分子修饰的功能化针尖进行STM成像的物理模型及其成像机制，得到了对perylene分子特定电子态的选择性成像，证实了可用分子轨道作为STM探针进行成像。相关结果拓展了对STM成像机制的认识，为获得固体表面的精细电子结构以及深入研究纳米结构的生长提供了新途径。

2. 实现了STM对有机功能分子特定部位的操纵，证实了单个Rotaxane分子的结构和电导的可逆转变；通过改变分子的功能基团，提高了可逆转变的稳定性和重复性。Szacilowski称这些结果证实了“分子结构的变化导致开关特性”(Chem. Rev. 108, 3481(2008))；部分成果被Nature Materials (2005)和Nature Nanotechnology (2007)作为研究亮点连续报道，称“国际上首次在单个Rotaxane类分子水平上实现的稳定的、可逆的结构与电导转变”等。

二、纳米量子结构的组装与调控：在上述对单个原子/分子进行直接成像和操纵的基础上，对低维体系的自组装及其结构调控开展研究。

1. 对一系列有机和无机纳米结构进行了功能设计与组装研究，首次实现了近于单分子尺度的电导转变；部分结果在Adv. Mater.上连续发表8篇论文，被选为美国物理学会Phys. Rev. Focus、Science News和美国能源部Weekly Report的研究亮点，称“这是国际上首次在单个分子极限水平上实现的电导转变”等。分别在1997和2001年被两院院士评为“中国十大科技进展”和“中国基础科学研究十大新闻”。

2. 阐明了PTCDA分子与基底原子之间的相互作用机制，指出PTCDA与基底之间的相互作用是通过分子末端官能团的氧原子实现的。通过改变无功能特性的烷烃侧链,调控了分子纳米体系的结构。发展了STM中I-t谱的统计分析方法，使其成功地确定单个复杂分子系统在固体表面上的能态分布、特定构型和扩散路径等，是研究复杂系统在表面上扩散行为的一种新途径。这些工作拓展了研究固体表面上有机功能分子体系扩散、组装生长及结构调控的方法。

3. 建立了Ag纳米晶粒形成过程的物理图像,实现了三维有序构筑。得到了奇特的、具有反对称性的、自组装“海马”分形结构，建立了纯数学复空间中计算模拟出的“海马”与真实物理体系中的“海马”间的关系。相关结果被选为美国 MRS Bulletin的“Editor’s Choice”和Fractal杂志封面以及在美国物理年会上的邀请报告。Roldughin称该工作提出的生长机理和理论模型可以很好地解析分形结构的手性特征。

三、.纳米量子结构的物性及其调控：在深刻理解原子分子操纵及其组装和结构调控的基础上，研究了纳米量子结构的物性并实现了调控。

1. 首次实现了“抛锚”的、带有固定偏心轴的单分子转子及其有序阵列。转子的“抛锚”是通过金属表面上的一个金增原子与分子中的一个氮原子形成的化学键并作为转子转轴实现的；证实了转子的转动行为可由表面的位置控制。该工作被选为Phys. Rev. Lett. 的“Editors’Suggestion”；美国物理学会Physics、英国物理学会PhysicsWorld和Nature-Asia Materials等对该研究结果进行了亮点报道，称是“单分子转子、单分子发电机／无线电辐射器构造组装的重要研究” 和“原理上证实了实用化单分子器件的构造”等。

2. 发现了FePc分子在Au(111)表面Kondo效应的可控调制，FePc在Au(111)表面有两种不同取向的分子吸附构型，这两种构型对应的扫描隧道谱在费米面附近的线型有很大差异，通过Fano拟合得到了不同的Kondo温度。该工作对有机功能分子在金属表面的Kondo效应给出了清晰的物理图像，提出了调控单分子自旋量子态的可能途径。W.D.Schneider等将其选为单个MPc磁性分子体系Kondo 效应及其自旋态操纵的三个代表性工作之一。

3. 对分子体系的输运性质进行了统计描述，阐明了分子－电极接触对整个纳米量子结构输运性质的影响，给出了“平均”的平衡电导值。通过统计计算得到的一种金/硫醇/金的分子线的平均平衡电导为0.0025G0，与实验的0.0012G0的结果符合得非常好。这项工作解决了分子－电极等体系中长期以来实验结果与理论模拟差异很大的问题。

高鸿钧院士的这些系统性成果丰富了纳米量子结构构筑与物性调控的研究内容，为量子结构及其在器件中应用的前沿基础研究奠定了基础。他的代表性成果发表在Phys. Rev. Lett. 16篇，Adv. Mater. 10篇，J. Am. Chem. Soc. 7篇；邀请综述性论文6篇；论文被SCI他引4000余次；重要学术会议大会报告和邀请报告60余次，其中有：美国物理年会March Meeting、美国MRS Fall Meeting和国际纳米科学与技术会议的邀请报告，第十五届全国凝聚态理论和统计物理学术会议的大会邀请报告等。培养博士31名，其中一人获中科院50篇优秀论文奖。高鸿钧院士先后获得了2010年德国“洪堡研究奖”、2009年第三世界科学院“TWAS物理奖”、2008年全球华人物理学会“亚洲成就奖”和“国家自然科学奖”二等奖和和北京大学首届“研究生学术十佳”(1992)”等。

高鸿钧院士的研究工作得到了国际同行的普遍认可。他是美国Appl.Phys.Lett.杂志副主编和New J.Physics 等杂志编委，国际真空科学技术与应用联合会(IUVSTA)纳米科学委员会主席，第八届国际扫描隧道显微学、第九至十一届国际纳米科学与技术(Nano’9, Basel, 2006；Nano’10, Stockholm, 2007；Nano’11, Beijing, 2010)、第25届欧洲表面科学 (ECOSS, Liverpool, 2008)等会议的国际指导委员会成员等。他与国际上的知名专家、学者建立了良好的合作关系，为我国在相关学科领域的国际合作做出了突出贡献。