070205-凝聚态物理
080903-微电子学与固体电子学

半导体材料与器件纳米尺度的光电特性
新型低维度光电器件
半导体量子态研究和光电功能调控

1997-09--2000-06   南京大学   博士
1994-09--1997-08   中国原子能科学研究院   硕士
1990-09--1994-06   南京大学   学士

凝聚态物理博士，2000年于南京大学

   

2012-12~现在, 中国科学院上海技术物理研究所, 研究员
2006-06~2012-11,中国科学院上海技术物理研究所, 副研究员
2003-03~2006-06,中国科学院上海技术物理研究所, 博士后
2000-11~2002-12,筑波大学（日本）, 非常勤研究员

2013-11-11-今,中国科技大学物理学院“技术物理英才班”主管教授, 主管教授

半导体量子效应红外光电器件
微观视场下的光电过程和物理

   

（1） 中国科学院高级技术支撑人才－现有关键技术人才, , 院级, 2013

（ 1 ） 光激发微分电容法测定低背景载流子浓度的方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: 201110008829.2
（ 2 ） GaN基光伏探测器器件结构的电子学检测方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 2010101018964
（ 3 ） InGaAs/InP平面型光电探测器扩散结的检测方法, 发明, 2009, 第 1 作者, 专利号: 200910050316.0
（ 4 ） 一种测量半导体纳米结构光电性能的设备和方法, 发明, 2010, 第 2 作者, 专利号: CN 1793874 B
（ 5 ） 亚稳态辅助量子点共振隧穿二极管及工作条件, 发明, 2010, 第 2 作者, 专利号: CN 100580957C
（ 6 ） 半导体纳米线少子寿命的检测方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210072969.0
（ 7 ） 半导体量子阱中载流子浓度的测定方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 201210275822.1
（ 8 ） 半导体纳米线少子寿命的检测方法, 发明, 2015, 第 1 作者, 专利号: CN201210072969.0
（ 9 ） 半导体量子阱中载流子浓度的测量方法, 发明, 2014, 第 1 作者, 专利号: 201210275822.1
（ 10 ） 窄禁带半导体中少数载流子空间分布的测量装置和方法, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: 201810314999.5

   

（1） The temperature dependence of anomalous magnetoresistance and weak antilocalization in HgTe/CdTe (111) quantum wells, Journal of Applied Physics, 2020, 第 6 作者
（2） MBE Growth and Characterization of Strained HgTe (111) Films on CdTe/GaAs, CHIN. PHYS. LETT., 2020, 第 7 作者
（3） Sensing Infrared Photons at Room Temperature: From Bulk Materials to Atomic Layers, Small, 2019, 通讯作者
（4） 量子点操控的光子探测和圆偏振光子发射, Single photon detection and circular polarized emission manipulated with individual quantum dot, Acta Phys. Sin., 2018, 第 1 作者
（5） High efficiency focusing vortex generation and detection with polarization-insensitive dielectric metasurfaces, Nanoscale, 2018, 第 3 作者
（6） Selected-Area Chemical Nanoengineering of Vanadium Dioxide Nanostructures Through Nonlithographic Direct Writing, Adv. Mater. Interfaces, 2018, 第 8 作者
（7） Oriented Graphene Nano-ribbon Embedded in Hexagonal Boron Nitride Trenches, Nature Communications, 2017, 第 9 作者
（8） Nanoscale imaging of the photoresponse in PN junctions of InGaAs infrared detector, Scientific Reports, 2016, 通讯作者
（9） Interlayer Transition and Infrared Photodetection in Atomically Thin Type-II MoTe2/MoS2 van der Waals Heterostructures, ACS Nano, 2016, 第 4 作者
（10） Photocurrent spectrum study of a quantum dot single-photon detector based on resonant tunneling effect with near-infrared response, Appl. Phys.Lett., 2014, 第 4 作者
（11） Impact of growth parameters on the morphology and microstructure of epitaxial GaAs nanowires grown by molecular beam epitaxy, Journal of Alloys and Compounds, 2013, 第 4 作者
（12） Photoconductive study and carrier dynamics of vertically aligned GaAs nanowires, Progress in Natural Science: Materials International, 2013, 通讯作者
（13） Distinct Photocurrent Response of Individual GaAs Nanowires Induced by n-Type Doping, ACS nano, 2012, 通讯作者
（14） Nonequilibrium carrier distribution in semiconductor photodetectors: Surface leakage channel under illumination, Appl. Phys. Lett., 2010, 通讯作者
（15） Scanning capacitance microscopy investigation on InGaAs/InP avalanche photodiode structures: Light-induced polarity reversal, Appl. Phys. Lett., 2009, 通讯作者
（16） Improved dielectric and electrical behaviour of low-temperature deposited (Ba0.6Sr0.4) TiO3 films by thin SrTiO3 buffer layer, J. Phys. D-Appl. Phys., 2008, 第 3 作者
（17） Optical properties and thermal stability of GaAsN alloy films, Journal of Luminescence, 2007, 第 1 作者
（18） Effects of rapid thermal annealing on the properties of GaNxAs1-x, J. Appl. Phys., 2007, 第 4 作者
（19） Optical and local current studies on InAs/GaAs quantum dots, Proc. SPIE, 2006, 第 1 作者
（20） Structural transitions of Au-55 isomers, PHYSICS LETTERS A, 2002, 第 1 作者
（21） Melting properties of noble metal clusters, SOLID STATE COMMUNICATIONS, 2000, 第 1 作者
（22） A genetic algorithm study on the most stable disordered and ordered configurations of Au(38-55), PHYSICS LETTERS A , 2000, 第 1 作者

主要科研活动和成果：

1) 自主研究：建立了针对单个纳米结构的光电子学实验平台，在半导体单量子点、单纳米线的光电效应和量子行为研究中取得新颖发现

基于扫描探针显微技术（SPM），实现了对纳米尺度半导体结构光电特性的研究，其中光电流噪声：RMS≤0.08 pA，电接触空间漂移：≤5 nm/min，都优于国际同行报道的最好水平。 主要科学发现包括： I. 在InAs/GaAs单量子点体系发现亚稳态的共振隧穿机制，该机制使单量子点在室温下的光电响应增益达到69.7;    II. 发现和分析了GaAs单纳米线少子寿命经表面弛豫急剧下降等新机制，在陷光效应和光栅沟道效应的共同作用下，GaAs垂直纳米线阵列的光响应率可以达到250 A/W，超出商用GaAs PIN 探测器两个量级以上。

部分研究成果已经发表在ACS Nano, Nature Comm., Appl.Phys.Lett.等国际学术刊物上，并获顶级物理学刊物Rev.Mod.Phys.论文引用评述。作为负责人承担国家自然科学基金重大研究计划培育、集成项目，973子专题等。

主要成果在2012年、2017年信息领域国家重点实验室的评估中，连续选入红外物理国家重点实验室代表性成果的核心材料。

2) 合作研究与分析支撑：提出和实现了纳米探针扫描技术中的肖特基隧穿测量新模式，支持了天宫为代表的重大航天型号任务中核心红外探测器的研制

作为第一发明人，提出和应用纳米探针肖特基隧穿扫描模式，将功能结构中载流子的分辨能力由国际报道的5-8 nm提升至2.2 nm，纳尺度电子学测量的噪声水平降至5 meV. 获授权发明专利5项。

分析技术提供了传统手段无法获取的半导体芯片内部精细的电子、光电信息，指导了暗电流、串音、盲元等主要性能的优化。包括 I. 对空间用InGaAs短波红外（Txx2工程）、 HgCdTe中短波红外探测器件（xx型号），以及雪崩单光子探测器（院先导专项），实现PN结区和吸收区二维电势、载流子分布的直接观测。  II. 对量子阱甚长波红外（重大专项核心元器件）、量子点长波红外探测器件（预研），实现对单量子点/阱中电子占据状态的直接观测。   III.开放与合作：科研平台被遴选入上海研发公共服务平台，为电子学科研和产业等提供分析支持，包括揭示新型低维材料如石墨烯的原子构型、原子层异质结的光电效应等。

          2013年入选中国科学院高级技术支撑人才“现有关键技术人才”计划。

已指导学生

殷豪  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

黄文超  硕士研究生  077303-微电子学与固体电子学  

夏辉  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

现指导学生

张健  博士研究生  070205-凝聚态物理  

欧凯  博士研究生  080903-微电子学与固体电子学  

现指导研究生 

李玉莹，硕士研究生  070205-凝聚态物理

欧凯， 博士研究生  077403-微电子学与固体电子学  

张健， 博士研究生  070205-凝聚态物理

姜新洋， 硕士研究生，凝聚态物理，上海科技大学物质学院，联合培养

邓伟杰， 硕士研究生，凝聚态物理，上海科技大学物质学院，联合培养

谢天， 硕士研究生，  新能源材料 （上海理工大学，联合培养）

叶新辉， 硕士研究生，  新能源材料 （上海理工大学，联合培养）

张帅君， 硕士研究生，  新能源材料 （上海理工大学，联合培养）

已毕业研究生
    殷豪， 博士研究生 080903-微电子学与固体电子学 ，Bruker Nano Surfaces

    黄文超， 硕士研究生 077303-微电子学与固体电子学
    夏辉， 博士研究生 080903-微电子学与固体电子学，中国科学院院长优秀奖，上海市优秀毕业生，中国科学院青年促进会

    童中英， 硕士研究生，  新能源材料 （上海理工大学，联合培养）
    姚碧霂， 博士研究生， 微电子学与固体电子学，上海市扬帆计划