研究生培养

三、新型半导体光电子功能材料

发表于: 2018-10-22 15:51 点击:

 

研究方向:新型半导体光电子材料与器件

 

人  员:吕有明朱德亮柳文军曹培江韩舜刘新科许望颖曾玉祥方明

 

课题组简介

本课题组采用脉冲激光沉积法、原子层外延法、磁控溅射法、高温气相沉积法、水热法、溶胶凝胶法等制备手段,开展新型半导体薄膜材料和纳米结构材料的研究;解决新型半导体光电子学研究领域中的材料、物性及器件问题,实现其在发光、显示、光电探测、太阳能电池、高压功率器件、光电催化、气敏传感等方面的应用。课题组近年来承担国家级科研项目10余项;Adv. Energy Mater.Adv. Funct. Mater.ACS Appl. Mater. Interfaces等国际知名杂志上发表学术论文100余篇;授权国际专利2项,国家发明专利、实用新型10余项获得省科技进步奖一等奖、二等奖各1项。

课题组研究方向:

氧化锌基半导体发光、紫外探测材料与器件;氧化镓薄膜制备及其日盲紫外光电探测器;氧化物半导体透明导电薄膜材料与应用;氧化物薄膜场效应晶体管;纳米半导体材料的制备、表征和光电器件;钙钛矿太阳能电池;高压氮化镓功率器件;类石墨烯二维材料的制备与器件等。

课题组主要成员:

课题组负责人吕有明教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院教授,工学博士,博士生导师。入选广东省千百十工程培养对象,深圳市地方级高层次专业人才,深圳大学领军人才,深圳市真空学会常务理事。中国物理学会发光分会委员,《发光学报》编委主要从事宽带系半导体光电子材料与器件的研究,主持完成了863课题、973项目和多项国家自然科学基金项目的研究发表SCI收录论文200余篇,SCI论文引用2000余次,申请和授权国家发明专利20余项。获省科技进步一等奖1项。

课题组成员朱德亮教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院教授,博士,现任材料学院副院长,广东省功能材料界面工程技术研究中心主任。入选广东省千百十人才工程省级培养对象,深圳市地方级高层次专业人才多年来一直从事新型半导体光电功能材料与器件方面的研究工作。主持和完成国家自然科学基金2项,教育部留学回国人员启动基金1项,深圳市科技计划项目6项;发表SCI收录学术研究论文100篇;省科技奖二等奖1项。

课题组成员柳文军副教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院副教授,现任材料学院副院长,毕业于武汉大学物理化学专业,获博士学位。近年来主要从事新型太阳能电池等能源材料与器件领域的研究工作,已在国内外重要学术刊物上发表论文近30篇,获得发明专利授权2项。

课题组成员曹培江副教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院副教授,博士,硕士生导师。长期从事纳米材料开发应用,目前研究工作主要集中于气体传感器、紫外探测器领域主持国家自然科学基金项目一项,获授权专利2,第一作者(或通讯人)Chem. Eng. J.Sens. Actuators BJ. Alloy. Compd.等国际知名期刊发表论文30余篇。

课题组成员韩舜副教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院副教授,博士。2011年博士毕业于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所。致力于面向隐形飞机追踪,臭氧空洞监测,超高速宽带光通讯,高保密性无线通讯网络中的日盲紫外光探测材料和探测器件开发和特性研究工作,在ACS Appl. Mater. InterfacesJ. Mater. Chem. CAppl. Phys. Lett.等国际知名期刊发表研究论文30余篇,授权专利1项。主持过国家自然科学基金、深圳市基础研究项目。

 课题组成员刘新科助理教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院助理教授,博士,深圳市海外高层次人才(B),深圳大学“荔园优青”。主要从事宽禁带半导体氮化镓以及新型半导体材料与器件研究。截止目前,以第一作者或通信作者在Adv. Funct. Mater.等发表论文70余篇,申请专利40多项,授权专利9, 科研成果被Semiconductor TodayMaterialsviewChina多次报道。主持国家科技部重点研发计划课题和任务,国家自然科学基金,国家教育部留学科研启动等11项国家、省、市级科研项目。

课题组成员许望颖助理教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院助理教授,博士,广东省“珠江人才计划”青年拔尖人才,深圳市海外高层次人才。2015年博士毕业于香港中文大学,随后在(香港)纳米及先进材料研发院从事新型显示以及柔性电子关键材料与器件的研究和产业化工作,2016年加入深圳大学材料学院。长期致力于面向新型显示的氧化物薄膜晶体管研究,在国际知名期刊发表研究论文50余篇。目前主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市高端人才科研项目和基础研究项目。

课题组成员方明助理教授

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

深圳大学材料学院助理教授,博士,深圳市海外高层次人才(C)主要从事半导体光电器件、光/电催化等方面的研究,Adv. Energy Mater.Adv. Opt. Mater.ACS NanoNano Energy等期刊今发表论文20余篇,其中有数篇论文被选为期刊封面文章。

代表性国家级项目:

1国家自然科学基金项目基于氧化鎵薄膜的高性能日盲紫外探测材料和器件的设计及制备研究”,编号:518721872019/01-2022/12

2国家自然科学基金项目单一立方相MgxZn1-xO纳米棒垂直阵列的可控生长及其全日盲波段紫外探测器的应用研究”,编号:117742412018/01-2021/12

3、国家自然科学基金项目“模拟光合作用过程的分离式光电催化分解水制氢体系的研究”,编号:218051942019/01-2021/12

4、国家自然科学基金项目“柔性pNiO薄膜晶体管的溶液法制备及电输运机理研究”,编号:617041112018/01-2020/12

5、国家科技部重点研发计划“战略性先进电子材料”,“GaN基新型电力电子器件关键技术编号:2017YFB04030002017/07-2021/06

6、国家自然科学基金项目“基于p-Cu2O帽层的增强型硅基AlGaN/GaN异质结场效晶体管的制备及可靠性研究,编号:615040832016/01-2018/12

7、国家自然科学基金项目“柔性衬底氢掺杂ZnO:Al薄膜的类金属导电性质及其应用研究”,编号:513711202014/01-2017/12

8、国家自然科学基金项目“用于微弱紫外光信号探测的高性能MgZnO日盲紫外雪崩光电二极管设计、制备与应用研究”,编号:513021742014/01-2016/12

亮点研究成果:

1、“Surface-Guided Formation of Amorphous Mixed-Metal Oxyhydroxides on Ultrathin MnO2 Nanosheet Arrays for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution

M. Fang, D. Han, W.B. Xu, Y. Shen, Y.M. Lu, P.J. Cao, S. Han, W.Y. Xu, D.L. Zhu, W.J. Liu*, J. C. Ho*, Adv. Energy Mater., 2020, 2001059.

研究团队提出了一种“表面引导形成非晶催化剂”的材料设计思路,通过简单的电偶置换反应,在镍掺杂二氧化锰(Ni-MnO2)纳米片阵列表面形成镍--氧非晶态混合物覆盖层。所得材料在电解水析氧反应中表现出优异的催化活性和稳定性。这种“表面引导”合成策略为功能性非晶材料在三维尺度上的集成及应用提供了新思路、新方法。

 

 

 

 

2Down to ppb level NO2 detection by ZnO/rGO heterojunction based chemiresistive sensors

P.J. Cao, Y.Z. Cai, D. Pawar*, S.T. Navale, Ch. N. Rao, S. Han, W.Y. Xu, M. Fang, X.K. Liu, Y.X. Zeng, W.J. Liu, D.L. Zhu and Y.M. Lu*Chem. Eng. J., 2020, https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125491.

采用ZnO/rGO异质结构纳米材料构筑了探测极限低至5 ppbNO2气体传感器。传感器在低ppb量级范围内呈现良好的线性度;在最低检测极限下传感器仍具有较高响应值;ZnO/rGO异质结构的形成对NO2气体的探测具有显著的增强效应。这种简单、高性价比、基于ZnO/rGO异质结构纳米材料的气体传感器可应用于众多工业和环境中。

 

 

 

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 3Polymer-assisted deposition of gallium oxide for thin-film transistor applications

L. Chen, W.Y. Xu*, W.J. Liu, S. Han, P.J. Cao, M. Fang, D.L. Zhu*, Y.M. Lu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11, 29078-29085.

我们首次报道采用聚合物辅助沉积法制备氧化镓薄膜,并详细研究了其形成的机理优化后的氧化镓薄膜具有平整表面、非晶结构宽带隙和优异的电学性能我们的研究表明聚合物辅助沉积法制备的氧化镓薄膜在低功耗、高性能的电子器件领域具有重要的应用价值。

 

 

 

4、“Effect of laser energy on the crystal structure and UV response characteristics of mixed-phase MgZnO thin films deposited by PLD and the Fabrication of high signal/noise ratio solar-blind V detector based on mix-phase MgZnO at lower voltage

S. Han, X. H. Ji, Q. L. An, Y. M. Lu*, P. J. Cao, W. J. Liu, Y. X. Zeng, F. Jia, X. K. Liu, D. L. Zhu, J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 11472.  

日盲紫外光探测材料和探测器件在环境监测、火灾报警、公安刑侦、近距离紫外通讯、导弹预警等民用和军事领域有着重要的应用前景,作为光电子领域发展的主流技术,成为国际上研究的热点。本文系统研究了混合结构MgZnO紫外光探测器的紫外光响应特性,在混合结构MgZnO日盲紫外探测器件中存在的隧穿现象解决了以往高响应度和快的器件速度无法共存的问题。

 

 

5、“Monolayer WxMo1-xS2 Grown by Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition: Bandgap Engineering and Field Effect Transistors

X. Liu*, J. Wu, W. Yu, L. Chen, Z. Huang, H. Jiang, J. He, Q. Liu, Y. Lu, D. Zhu, W. Liu, P. Cao, S. Han, X. Xiong, W. Xu, J.-P. Ao, K.-W. Ang, and Z. He*, Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1606469.

微电子器件随着摩尔定律的进一步小型化发展,目前世界大型半导体企业(台积电,三星)已经进入5nm3nm的量产和试产阶段。针对sub-5nm半导体器件面临的短沟道效应掺杂不稳定载流子迁移率低等关键科学技术问题,急需进行新型半导体材料的研发,来满足未来CMOS沟道材料(sub-5nm)。该项工作首次通过常压化学沉积方法成功制备三元单层WxMo1-xS2及其场效应晶体管。

 

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联系我们:

本课题组欢迎对新型半导体光电材料与器件研究领域具备浓厚兴趣,有相关专业背景的博士、硕士、本科生加盟。

吕有明ymlu@szu.edu.cn

朱德亮dlzhu@szu.edu.cn

柳文军liuwj@szu.edu.cn

曹培江pjcao@szu.edu.cn

韩舜hsdf52690@126.com

刘新科xkliu@szu.edu.cn

许望颖wyxu@szu.edu.cn

方明m.fang@szu.edu.cn

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