基本信息
曾健 女 博导 中国科学院近代物理研究所
电子邮件： zengjian@impcas.ac.cn
通信地址： 甘肃省兰州市城关区南昌路509号
邮政编码： 730000
研究领域
研究领域：低维材料及低维材料新型器件的重离子辐照效应研究。重点关注一维碳纳米管以及石墨烯为代表的二维新材料中的辐照损伤，对不同低维材料构筑的新型器件开展辐照效应研究，如石墨烯场效应晶体管、碳纳米管场效应晶体管及SRAM单元电路的辐照效应与可靠性研究，石墨烯气体探测器、石墨烯/硫化钼异质结光电器件辐照改性研究等。
随着制备工艺的不断发展，器件尺寸不断微缩，很快将达到Si材料的极限。碳纳米管与石墨烯为代表的低维度材料具有天然的物理尺寸优势，可以超越硅基器件的物理极限，并且工艺更简单，集成度更高，功耗更低，可以解决现有硅基芯片漏电问题及散热问题，被认为是后摩尔时代颠覆性技术之一，已经被纳入我国十四五规划。然而新材料、新结构和新机理的引入也为器件辐照损伤效应研究提出新的挑战。所以面向重点领域开展低维度材料及芯片辐射效应及可靠性研究，可促进国产高可靠芯片产品创新发展和自主保障能力，高效支撑技术装备的代际升级。
兰州重离子加速器（HIRFL）是我国规模最大、加速离子种类最多、 能量最高的重离子研究装置， 主要技术指标达到国际先进水平， 是世界上几个重要的核物理研究设施之一。利用HIRFL这一先进国家重大科技基础设施提供的能量MeV-GeV的快重离子可以模拟空间辐射环境，对低维材料及低维材料新型器件进行辐照效应研究。采用光学显微镜、原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱等多种材料分析手段，深入分析材料中的辐照损伤，探究离子与材料之间的相互作用。全面系统地研究不同离子种类、离子能量、电子能损值、离子注量以及不同电荷态对低维度材料辐照损伤的影响。对比不同结构的器件辐照前后电学性能的改变，探究低维度材料新型器件的各层材料辐照损伤和层间态的变化与器件性能变化的内在联系。找出性能退化的关键因素，为抗辐照加固设计提供重要数据。揭示新型器件辐照损伤机理，为低维度材料新型器件在航天电子器件或其他辐照领域中的应用提供重要的理论与数据支撑。
招生信息
招生专业
070205-凝聚态物理
招生方向
低维材料辐照效应
低维材料器件辐照损伤效应
低维材料器件辐照损伤效应
教育背景
2009-09--2014-06 中国科学院大学和兰州大学 博士学位
2005-09--2009-07 西南大学 学士学位
2005-09--2009-07 西南大学 学士学位
学历
博士
学位
博士
工作经历
工作简历
2024-05~现在, 中国科学院近代物理研究所, 研究员
2021-05~2026-04,中国科学院近代物理研究所, 青年研究员
2016-11~2024-04,中国科学院近代物理研究所, 副研究员
2014-07~2016-10,中国科学院近代物理研究所, 助理研究员
2021-05~2026-04,中国科学院近代物理研究所, 青年研究员
2016-11~2024-04,中国科学院近代物理研究所, 副研究员
2014-07~2016-10,中国科学院近代物理研究所, 助理研究员
专利与奖励
专利成果
（ 1 ） 一种提升二维材料气体探测器性能的方法, 发明专利, 2021, 第 1 作者, 专利号: 202110788850.2
（ 2 ） 一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统及其使用方法, 专利授权, 2020, 第 10 作者, 专利号: CN110618377B
（ 3 ） 具有微孔支撑的多孔石墨烯复合材料及其制备方法, 发明专利, 2014, 第 2 作者, 专利号: CN103895278A
（ 2 ） 一种用于线路板测试的主副室结构靶室系统及其使用方法, 专利授权, 2020, 第 10 作者, 专利号: CN110618377B
（ 3 ） 具有微孔支撑的多孔石墨烯复合材料及其制备方法, 发明专利, 2014, 第 2 作者, 专利号: CN103895278A
出版信息
发表论文
（1） Study on displacement damage effect of highly charged ions in carbon nanotube field-effect transistor, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2024, 第 2 作者 通讯作者
（2） Optimized photoelectric performance of MoS2/graphene heterostructure device induced by swift heavy ion irradiation, Applied Surface Science, 2023, 第 1 作者 通讯作者
（3） Significant enhancement in sensitivity of graphene gas detectors induced by highly charged ion irradiation, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2022, 第 2 作者 通讯作者
（4） Unrecovered ion-irradiated damage after thermal annealing in graphene field effect transistors, Applied Surface Science, 2022, 第 1 作者 通讯作者
（5） Unrecovered ion-irradiated damage after thermal annealing in graphene field effect transistors, APPLIED SURFACE SCIENCE, 2022,
（6） Significant enhancement in sensitivity of graphene gas detectors induced by highly charged ion irradiation, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2022,
（7） Exciton Transitions in Monolayer WS2 Activated by Swift Heavy Ion Irradiation, Journal of Physical Chemistry C, 2021, 第 10 作者 通讯作者
（8） Exciton Transitions in Monolayer WS2 Activated by Swift Heavy Ion Irradiation, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, 2021,
（9） A potential lattice damage scale in swift heavy ion irradiated InP, JOURNAL OF RAMAN SPECTROSCOPY, 2021,
（10） 快重离子辐照对YBa2Cu3O7–δ薄膜微观结构及载流特性的影响, Effect of swift heavy ions irradiation on the microstructure and current-carrying capability in YBa2Cu3O7�����high temperature superconductor films, 物理学报, 2020, 第 3 作者
（11） Graphene electrical properties modulated by swift heavy ion irradiation, Carbon, 2019, 第 1 作者 通讯作者
（12） Graphene electrical properties modulated by swift heavy ion irradiation, CARBON, 2019,
（13） Vibrational modes in La2Zr2O7 pyrochlore irradiated with disparate electrical energy losses, CHINESE PHYSICS B, 2019,
（14） Fine structure of swift heavy ion track in rutile TiO2, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2019,
（15） Selectively Enhanced Ion Transport in Graphene Oxide Membrane/PET Conical Nanopore System, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2019,
（16） Electronic transport in MoSe2 FETs modified by latent tracks created by swift heavy ion irradiation, JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, 2019,
（17） Latent Reliability Degradation of Ultrathin Amorphous HfO2 Dielectric After Heavy Ion Irradiation: The Impact of Nano-Crystallization, IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 2019,
（18） Vibrational modes in La2Zr2O7 pyrochlore irradiated with disparate electrical energy losses, Vibrational modes in La2Zr2O7 pyrochlore irradiated with disparate electrical energy losses, 中国物理B:英文版, 2019, 第 6 作者
（19） Degradation in AlGaN/GaN HEMTs irradiated with swift heavy ions: Role of latent tracks, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2018,
（20） Investigations of nano-defect morphology and vibrational spectra of swift heavy ion irradiated muscovite mica, SURFACECOATINGSTECHNOLOGY, 2018,
（21） Dynamic evolutions of swift heavy ion induced latent tracks under electron bombardment from TEM, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2018,
（22） 快重离子辐照对MoS2热导率的影响研究, Evolution of the Thermal Conductivity of MoS2 Induced by Swift-heavy Ion Irradiation, 原子核物理评论, 2017, 第 5 作者
（23） Structural modification in swift heavy ion irradiated muscovite mica, CHINESE PHYSICS B, 2017,
（24） Large Rectification Effect of Single Graphene Nanopore Supported by PET Membrane., ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2017,
（25） Swift-heavy ion irradiation-induced latent tracks in few- and mono-layer MoS2, APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, 2016,
（26） Raman investigation of lattice defects and stress induced in InP and GaN films by swift heavy ion irradiation, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2016,
（27） Resonant raman spectroscopy study of swift heavy ion irradiated mos2, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2016,
（28） Raman investigation of lattice defects and stress induced in InP and GaN films by swift heavy ion irradiation, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2016,
（29） Evidence for re-crystallization process in the irradiated graphite with heavy ions obtained by Raman spectroscopy, CARBON, 2016,
（30） Bivalent ion transport through graphene/PET nanopore, APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, 2016,
（31） Comparative study of irradiation effects in graphite and graphene induced by swift heavy ions and highly charged ions, CARBON, 2016,
（32） Irradiation effects of graphene and thin layer graphite induced by swift heavy ions, CHINESE PHYSICS B, 2015,
（33） Effects of swift heavy ion irradiation parameters on optical properties of muscovite mica, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2015,
（34） Raman spectrum study of graphite irradiated by swift heavy ions, CHINESE PHYSICS B, 2014,
（35） Swift heavy ions induced irradiation effects in monolayer graphene and highly oriented pyrolytic graphite, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2014,
（36） Ion current rectification effect of porous graphene membrane., physica status solidi (c), 2014, 第 1 作者
（37） Swift heavy ions induced irradiation effects in monolayer graphene and highly oriented pyrolytic graphite, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2014,
（38） Production of sp3 hybridization by swift heavy ion irradiation of HOPG, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2013,
（39） Velocity effect of swift heavy ions in graphite studied by Raman spectroscopy, NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH B, 2011,
（40） Production of sp3 Hybridization by Swift Heavy Ion Irradiation of HOPG at Room Temperature, Production of sp3 Hybridization by Swift Heavy Ion Irradiation of HOPG at Room Temperature, 中国科学院近代物理研究所和兰州重离子研究装置年报：英文版, 2011,
（41） Ion current rectification effect of porous graphene membrane, PHYSICA STATUS SOLIDI (C),
（2） Optimized photoelectric performance of MoS2/graphene heterostructure device induced by swift heavy ion irradiation, Applied Surface Science, 2023, 第 1 作者 通讯作者
（3） Significant enhancement in sensitivity of graphene gas detectors induced by highly charged ion irradiation, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2022, 第 2 作者 通讯作者
（4） Unrecovered ion-irradiated damage after thermal annealing in graphene field effect transistors, Applied Surface Science, 2022, 第 1 作者 通讯作者
（5） Unrecovered ion-irradiated damage after thermal annealing in graphene field effect transistors, APPLIED SURFACE SCIENCE, 2022,
（6） Significant enhancement in sensitivity of graphene gas detectors induced by highly charged ion irradiation, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2022,
（7） Exciton Transitions in Monolayer WS2 Activated by Swift Heavy Ion Irradiation, Journal of Physical Chemistry C, 2021, 第 10 作者 通讯作者
（8） Exciton Transitions in Monolayer WS2 Activated by Swift Heavy Ion Irradiation, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, 2021,
（9） A potential lattice damage scale in swift heavy ion irradiated InP, JOURNAL OF RAMAN SPECTROSCOPY, 2021,
（10） 快重离子辐照对YBa2Cu3O7–δ薄膜微观结构及载流特性的影响, Effect of swift heavy ions irradiation on the microstructure and current-carrying capability in YBa2Cu3O7�����high temperature superconductor films, 物理学报, 2020, 第 3 作者
（11） Graphene electrical properties modulated by swift heavy ion irradiation, Carbon, 2019, 第 1 作者 通讯作者
（12） Graphene electrical properties modulated by swift heavy ion irradiation, CARBON, 2019,
（13） Vibrational modes in La2Zr2O7 pyrochlore irradiated with disparate electrical energy losses, CHINESE PHYSICS B, 2019,
（14） Fine structure of swift heavy ion track in rutile TiO2, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2019,
（15） Selectively Enhanced Ion Transport in Graphene Oxide Membrane/PET Conical Nanopore System, ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2019,
（16） Electronic transport in MoSe2 FETs modified by latent tracks created by swift heavy ion irradiation, JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, 2019,
（17） Latent Reliability Degradation of Ultrathin Amorphous HfO2 Dielectric After Heavy Ion Irradiation: The Impact of Nano-Crystallization, IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 2019,
（18） Vibrational modes in La2Zr2O7 pyrochlore irradiated with disparate electrical energy losses, Vibrational modes in La2Zr2O7 pyrochlore irradiated with disparate electrical energy losses, 中国物理B:英文版, 2019, 第 6 作者
（19） Degradation in AlGaN/GaN HEMTs irradiated with swift heavy ions: Role of latent tracks, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2018,
（20） Investigations of nano-defect morphology and vibrational spectra of swift heavy ion irradiated muscovite mica, SURFACECOATINGSTECHNOLOGY, 2018,
（21） Dynamic evolutions of swift heavy ion induced latent tracks under electron bombardment from TEM, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2018,
（22） 快重离子辐照对MoS2热导率的影响研究, Evolution of the Thermal Conductivity of MoS2 Induced by Swift-heavy Ion Irradiation, 原子核物理评论, 2017, 第 5 作者
（23） Structural modification in swift heavy ion irradiated muscovite mica, CHINESE PHYSICS B, 2017,
（24） Large Rectification Effect of Single Graphene Nanopore Supported by PET Membrane., ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, 2017,
（25） Swift-heavy ion irradiation-induced latent tracks in few- and mono-layer MoS2, APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, 2016,
（26） Raman investigation of lattice defects and stress induced in InP and GaN films by swift heavy ion irradiation, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2016,
（27） Resonant raman spectroscopy study of swift heavy ion irradiated mos2, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2016,
（28） Raman investigation of lattice defects and stress induced in InP and GaN films by swift heavy ion irradiation, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2016,
（29） Evidence for re-crystallization process in the irradiated graphite with heavy ions obtained by Raman spectroscopy, CARBON, 2016,
（30） Bivalent ion transport through graphene/PET nanopore, APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, 2016,
（31） Comparative study of irradiation effects in graphite and graphene induced by swift heavy ions and highly charged ions, CARBON, 2016,
（32） Irradiation effects of graphene and thin layer graphite induced by swift heavy ions, CHINESE PHYSICS B, 2015,
（33） Effects of swift heavy ion irradiation parameters on optical properties of muscovite mica, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2015,
（34） Raman spectrum study of graphite irradiated by swift heavy ions, CHINESE PHYSICS B, 2014,
（35） Swift heavy ions induced irradiation effects in monolayer graphene and highly oriented pyrolytic graphite, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2014,
（36） Ion current rectification effect of porous graphene membrane., physica status solidi (c), 2014, 第 1 作者
（37） Swift heavy ions induced irradiation effects in monolayer graphene and highly oriented pyrolytic graphite, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, 2014,
（38） Production of sp3 hybridization by swift heavy ion irradiation of HOPG, NUCLEAR INST. AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH, B, 2013,
（39） Velocity effect of swift heavy ions in graphite studied by Raman spectroscopy, NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS IN PHYSICS RESEARCH B, 2011,
（40） Production of sp3 Hybridization by Swift Heavy Ion Irradiation of HOPG at Room Temperature, Production of sp3 Hybridization by Swift Heavy Ion Irradiation of HOPG at Room Temperature, 中国科学院近代物理研究所和兰州重离子研究装置年报：英文版, 2011,
（41） Ion current rectification effect of porous graphene membrane, PHYSICA STATUS SOLIDI (C),
科研活动
科研项目
（ 1 ） 碳基xxx研究, 负责人, 其他, 2022-10--2025-10
（ 2 ） xxx效应研究, 参与, 国家任务, 2021-06--2025-06
（ 3 ） 重离子辐照引起GaN HEMT器件性能失效机理研究, 负责人, 其他, 2021-04--2023-03
（ 4 ） 西部青年学者-利用重离子辐照研发高性能低维光电探测器, 负责人, 中国科学院计划, 2021-01--2023-12
（ 5 ） 石墨烯场效应晶体管重离子辐照损伤机理研究, 负责人, 研究所自主部署, 2020-06--2021-12
（ 6 ） XX器件电离辐射效应机理及模型研究, 参与, 国家任务, 2020-03--2023-12
（ 7 ） 新元素合成, 参与, 中国科学院计划, 2020-01--2025-12
（ 8 ） 粒子与新型纳米器件材料相互作用物理机理, 参与, 国家任务, 2017-01--2021-12
（ 9 ） 荷能重离子辐照引起石墨烯电学性质变化研究, 负责人, 国家任务, 2016-01--2018-12
（ 10 ） 石墨烯/聚合物复合纳米孔制备及其应用研究, 参与, 国家任务, 2016-01--2019-12
（ 11 ） 高能重离子辐照高压条件下的地质材料的相变研究, 参与, 国家任务, 2015-01--2017-12
（ 2 ） xxx效应研究, 参与, 国家任务, 2021-06--2025-06
（ 3 ） 重离子辐照引起GaN HEMT器件性能失效机理研究, 负责人, 其他, 2021-04--2023-03
（ 4 ） 西部青年学者-利用重离子辐照研发高性能低维光电探测器, 负责人, 中国科学院计划, 2021-01--2023-12
（ 5 ） 石墨烯场效应晶体管重离子辐照损伤机理研究, 负责人, 研究所自主部署, 2020-06--2021-12
（ 6 ） XX器件电离辐射效应机理及模型研究, 参与, 国家任务, 2020-03--2023-12
（ 7 ） 新元素合成, 参与, 中国科学院计划, 2020-01--2025-12
（ 8 ） 粒子与新型纳米器件材料相互作用物理机理, 参与, 国家任务, 2017-01--2021-12
（ 9 ） 荷能重离子辐照引起石墨烯电学性质变化研究, 负责人, 国家任务, 2016-01--2018-12
（ 10 ） 石墨烯/聚合物复合纳米孔制备及其应用研究, 参与, 国家任务, 2016-01--2019-12
（ 11 ） 高能重离子辐照高压条件下的地质材料的相变研究, 参与, 国家任务, 2015-01--2017-12
合作情况
项目协作单位
北京大学、南京大学、成都电子科技大学、中国科学院重庆绿色智能院
指导学生
已指导学生
马鹏程 硕士研究生 085204-材料工程
现指导学生
张宏达 硕士研究生 085600-材料与化工