基本信息
李天信  男  博导  中国科学院上海技术物理研究所
电子邮件: txli@mail.sitp.ac.cn
通信地址: 上海市玉田路500号
邮政编码: 200083

研究领域

电子和光电子学研究的前沿实验技术、原理探索和效应验证

其中,实验技术指高空间分辨的电子特性测量技术,包括在纳米尺度上揭示高性能电子、光电芯片中与性能直接相关的载流子、能带分布。

光电子学的原理探索侧重于新型低维结构中光子-电子之间信息和能量交换的新颖现象和原理,如原子层二维结构、量子点、纳米线等。

上述新颖光电机制的发现将在光子探测和光伏能源技术上获得功能验证,如突破传统极限的室温红外光电探测等。


招生信息

   
招生专业
070205-凝聚态物理
080903-微电子学与固体电子学
招生方向
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

教育背景

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
学位

凝聚态物理博士,2000年于南京大学

工作经历

   
工作简历
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
社会兼职
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

教授课程

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

专利与奖励

   
奖励信息
(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
专利成果
( 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

出版信息

   
发表论文
(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

科研活动


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. 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。

指导学生

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  

指导研究生情况

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