美国佐治亚州立大学雷思东教授应邀到我校讲学

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摘要:10月8日至11日,瑞典于默奥大学(Umea University)物理系教授ThomasWagberg、吉林大学国家超硬材料实验室教授姚明光、复旦大学化学系教授董安刚、苏州大学功能纳米与软物质研究院教授李

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10月8日至11日,瑞典于默奥大学(Umea University)物理系教授Thomas Wagberg、吉林大学国家超硬材料实验室教授姚明光、复旦大学化学系教授董安刚、苏州大学功能纳米与软物质研究院教授李彦光、西安交通大学国际电介质研究中心教授杨光5位纳米材料专家访问中国科学院新疆理化技术研究所,并进行学术交流。

表面等离激元光子学(Plasmonics)在现代光电器件的发展中起到日益增强的重要应用,可望用于提高电子器件的运算速度及克服光子器件的尺寸瓶颈。表面等离激元(Surface Plasmons)是由材料体系费米面附近电子跃迁所形成的特殊电磁场行为,表现为金属、介质界面电子的集体振荡,具有电磁场增强效应、热吸收效应等,可应用于传统纳米尺度光电子器件,并有效增强其光电特性。

12月23日,德国伊尔梅瑙工业大学教授雷勇到中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所开展学术交流,并作了题为《模板法制备功能纳米结构材料在能量转换和存储器件中的应用》的学术报告。

7月7日下午,应我校物理与材料科学学院邀请,美国佐治亚州立大学博士生导师雷思东教授到我校讲学。学术报告会在物理南楼学术报告厅举行。物理与材料科学学院相关教师及研究生30余人参加了此次学术交流活动。

访问期间,5位教授分别作了题为Carbon-based nanomaterials for energy applicationEngineering Nanostructured Materials for High Performance ElectrocatalysisSelf-assembled nanoscrystal superstructures,“纳米功能材料的球差校正扫描透射研究”,“高压下材料的新奇转变”等学术报告。

北京大学物理学院朱星-方哲宇课题组,依托人工微结构和介观物理国家重点实验室,从2006年起,系统研究了表面等离激元在金属纳米结构中的聚焦增强(ACS Nano 2010,4,75)、相位调制(Nano Lett 2011,11,893)、法诺共振(Nano Lett 2011,11,4475)等基本特性,并利用纳米光学天线和经典传输线理论,实现了表面等离激元增强波导(Nano Lett. 2011,11,1676),并为未来纳米光学回路的构建奠定了实验和理论基础。以上工作分别被Nature出版集团的NPG Asia Mater.,德国Nanowerk,国内科学网等学术、新闻媒体进行了特色推荐及报导。

雷勇2001年毕业于固体所,是杰出所友之一。报告会上,他向固体所的老师及同学们分享了他博士毕业至今的科研经历和成果,并简要介绍了德国伊尔梅瑙工业大学及其所在课题组研究情况,随后重点介绍了近几年的主要研究工作,即把传统的氧化铝模板扩展成方形、二元、三元及多元结构,形成高度有序的大面积结构阵列。借助视频资料,雷勇还向大家展示了基于大面积结构阵列构筑的器件在太阳能光解水器件、超级电容器器件、钠离子电池等领域的实际应用。报告结束后,雷勇与固体所师生进行了热烈的互动交流与讨论。

雷思东作了题为“低维新契机:二维材料表面物理化学及其应用”的学术报告,简要介绍了二维材料的研究重点及难点,详细介绍了其课题组在该领域所做的研究工作。他的课题组通过对二维材料光电性质的研究,发现其表面束缚态的形成,并利用配位化学原理对其轨道进行修饰,实现了二维材料体系的非破坏性表面修饰和费米能级控制。这些成果将极大地推进二维材料在柔性光电器件,生物和医疗传感等领域的应用。另外,通过对二维材料纵向输运的研究,发现传统二维希尔伯特空间在描述二维材料量子态时的不完备性。其课题组构造了新的二维材料物理模型,该模型将会在量子信息处理、非挥发性存储等领域发挥作用。

Thomas Wagberg系统介绍了他所在的课题组金属氧化物复合纳米催化剂在石墨烯、富勒烯、碳纳米管等碳基纳米材料表面的生长机制、理论模拟以及ORR、water splitting等领域的最新研究成果;李彦光详细介绍了其课题组在非贵金属基ORR催化剂和高性能燃料电池MOR催化剂的设计合成和催化机理方面所取得的最新研究进展;董安刚全面介绍了金属氧化物自组装超晶格结构的设计合成、生长机理以及新能源应用;杨光着重介绍了纳米材料的球差校正电镜在纳米材料结构分析领域的工作原理、分析方法和应用领域,以及其课题组在纳米材料显微分析领域内取得的创新成果;姚明光介绍了极端高压条件下碳纳米材料的新奇相转变行为,解析超硬材料的形成原理,以及他所在的实验室近年来的多项最新研究成果。

最近方哲宇百人计划研究员和朱星教授应国际著名期刊《先进材料》邀请,发表了有关表面等离激元光子学研究进展的综述文章(Plasmonics in Nanostructures, Advanced Materials, doi:10.1002/adma.201301203),对课题组和国际表面等离激元光子学的最新进展进行了回顾和评述。

雷勇,德国伊尔梅瑙工业大学教授,2001年毕业于中科院固体所,获得博士学位。2001-2003年在新加坡-麻省理工学院联盟、新加坡国立大学进行博士后研究。2003年作为洪堡学者前往德国卡尔斯鲁厄理工大学进行科学研究,2006年以后在德国明斯特大学担任研究团队负责人,并于2009年获得“W1教授”称号。2011年至今,在德国伊尔梅瑙工业大学担任全职终身教授。目前主要从事基于模板的功能纳米结构、表面纳米结构和图案化及其在能源器件和光电器件中的应用研究。

报告结束后,雷思东与在场师生们进行交流探讨并对提出的相关问题进行了耐心细致的解答。

报告会后,5位专家就各自的研究领域同新疆理化所环境科学与技术研究室相关科研人员和研究生展开了交流与讨论,并就未来与新疆理化所开展合作研究达成了意向。

2012年初,该课题组和美国、西班牙等研究学者合作,共同研究了石墨烯表面等离激元学( Graphene Plasmonics),是该学术领域最早的研究者之一,研究内容包括利用金属纳米天线实现石墨烯增强光电探测(Nano Lett. 2012, 12, 3808; Nature Comm. 2013, 4, 1643),及利用表面等离激元在衰减过程中产生的“热电子”实现对石墨烯的有效电掺杂过程(ACS Nano 2012, 6, 10222)。更为重要的是课题组还发现石墨烯作为一种半金属,其本身的载流子浓度也能激发局域表面等离激元共振,并可以通过外加门电压实现调控(ACS Nano 2013,7,2388 期刊封面),上述工作被Science、Nature Physics等学术期刊做重点评述,评论学者认为课题组开创了“Graphene Plasmonics”这个新的研究领域,相关工作同时也被美国C&E News、德国Nanowerk,国内科学网等新闻媒体进行报导,一年内引用及评论已近百次。

雷勇在表面和三维纳米结构的制备、多元和超薄氧化铝模板制备和应用以及钠离子电池研究等领域具有很高的学术造诣。迄今,已发表128篇学术论文,其中影响因子大于20的论文有4篇,影响因子在10-20之间的论文有34篇,论文主要发表在国际顶尖化学和材料学术杂志上,如Nature Nanotechnology, Nature Communications, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Advanced Energy Materials, Energy & Environmental Science, Chemical Society Reviews, Progress in Materials Science和Nano Energy等。雷勇还主持或承担欧盟、德国以及企业界多项重要研究课题,包括欧洲研究委员会、德国联邦教育及研究部和德国研究基金会等。

专家简介:

Thomas Wagberg,瑞典于默奥大学教授。主要研究领域为碳基纳米材料的合成、性质、功能化修饰及其新能源应用研究,发表论文100余篇,被引用1500多次。

表面等离激元除了有散射增强效应之外,还有很重要的热吸收效应,在生物传感、药物输送、癌细胞杀灭、细菌消毒、废水蒸馏等方面已有很多的应用。近期,课题组首次结合利用暗场显微术和拉曼显微术,研究了直径为100nm的单个金属球的表面温度,以及在水环境中产生纳米气泡并最终形成蒸汽的过程(Nano Lett. 2013, 13, 1736),该研究对表面等离激元高温杀毒有直接的指导意义,为未来该研究方向确定了基本实验参数和标准。该工作发表后即被IOP出版集团的Nanotechweb网站做重点评述和推荐。

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雷思东,2015年毕业于莱斯大学(Rice University)应用物理系,2015-2018年在加州大学洛杉矶分校从事博士后研究工作。目前任职于佐治亚州立大学(Georgia State University)物理和天文系。雷思东教授的主要研究领域是新型二维材料与光电器件,研究成果发表在《Nature Nanotechnology》《Nature Materials》《Nano Letters》《ACS Nano》《Advanced Materials》等国际顶级期刊。

李彦光,苏州大学教授,研究领域为纳米功能材料的新能源应用。在ScienceNatureNature MaterialsNature Commun.、J. Am. Chem. Soc.等顶级学术期刊杂志上发表了论文50多篇。

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雷勇作报告

(物理与材料科学学院 周忠坡 刘 宁)

董安钢,现任复旦大学化学系教授,长期从事单分散纳米晶的合成与自组装、以及自组装超晶格纳米晶固体材料的新能源器件研究。以第一或通讯作者发表论文21篇,包括NatureNat. Commun.JACSNano Lett.等。

    这些研究工作得到了人工微结构和介观物理国家重点实验室、国家重大科学研究计划和国家自然科学基金的资助。

杨光,西安交通大学教授。在Advanced Functional Materials, Nature Communications, 威尼斯国际平台app,Nature Chemistry, Energy and Environmental Science, Chemistry of Materials等国际著名期刊上发表SCI研究论文50余篇。

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姚明光,吉林大学教授。主要从事凝聚态物理的高压研究,近年来在Adv MaterPRBAPLCarbon等科学杂志上发表论文80多篇。

北京大学新闻中心官方微博

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