《石墨烯的可控生長及其性能調控》，是依託於中國科學院化學研究所，由劉雲圻等人完成的科研項目。
基本介紹
- 中文名：石墨烯的可控生長及其性能調控
- 依託單位：中國科學院化學研究所
- 完成人：劉雲圻等
- 獲獎情況：國家自然科學獎二等獎
參與情況,獲獎記錄,
參與情況
主要完成人：
劉雲圻（中國科學院化學研究所）
於 貴（中國科學院化學研究所）
武 斌（中國科學院化學研究所）
魏大程（中國科學院化學研究所）
陳建毅（中國科學院化學研究所）
獲獎記錄
獲2019年度國家自然科學獎二等獎。
《石墨烯的可控生長及其性能調控》，是依託於中國科學院化學研究所，由劉雲圻等人完成的科研項目。
《石墨烯的可控生長及其性能調控》，是依託於中國科學院化學研究所，由劉雲圻等人完成的科研項目。參與情況主要完成人：劉雲圻（中國科學院化學研究所）於 貴（中國科學院化學研究所）武 斌（中國科學院化學研究所）魏大程（中國科學院...
《金屬表面石墨烯的可控生長、表征、與電學性質研究》是依託北京師範大學，由何林擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 二維石墨烯量子體系由於其高電子遷移率、新奇的能帶結構、易調控的電學性質,將有可能在下一代電子器件中有廣泛的套用, 因此受到人們的廣泛關注。本課題將系統地開展金屬表面單、雙層石墨烯的可控生長...
《石墨烯定向可控生長、場發射電子相干性及機理探索》是依託中山大學，由張宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。中文摘要 直立型石墨烯可能是一種優秀的相干電子源材料。首先，石墨烯具有彈道電子輸運的物理特性，其次，石墨烯的場發射性能穩定，且具有線型發射端面，符合電子相干性的基本要求，並具有高電流、高亮度和大...
熱性能 石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱係數高達5300W/mK，高於單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導熱係數也可達600W/mK。此外，石墨烯的彈道熱導率可以使單位圓周和長度的碳納米管的彈道熱導率的下限下移。光學特性 石墨烯具有非常良好的...
《Bi2S3/石墨烯複合納米材料的可控生長及其光電子器件研究》是依託北京大學，由李艷平擔任負責人的青年科學基金項目。項目摘要 Bi2S3是一種無毒環保、性能優良的半導體材料，在光電子器件領域具有廣泛的套用前景。然而，目前在器件製作中很難在襯底上實現具有良好均勻性、重複性以及圖形化分布的Bi2S3納米材料...
《石墨烯的偏析生長與能帶調控》是依託北京大學，由劉忠范擔任負責人的面上項目。項目摘要 石墨烯是由碳原子以sp2雜化連線的單原子層構成的二維原子晶體，由於其獨特的量子效應和電學特性，在未來的納電子器件與積體電路、導電薄膜、柔性電子器件等領域中有重要的套用前景。本項目旨在發展石墨烯的偏析生長方法，即利用...
提出氧化打開碳納米管得到邊界形貌和結構尺寸可控的石墨烯納米帶的方法和途徑，發現和揭示石墨烯納米帶邊緣態穩定可控以及邊緣結構變化調控石墨烯納米帶力學和電學性能的原理和實現方法，揭示利用基底上石墨烯納米帶的力學特性和行為調控其物理性能、邊界結構形貌的機制和原理。為石墨烯納米帶結構性能可控與器件原理創新提供...
進而提供了調控石墨烯能帶結構和電學性質的新方法，為石墨烯電子器件的構築提供理論依據和指導。 同時我們使用第一性原理的理論計算研究了不同類型原子部分插入石墨烯單層，對石墨烯表面電學性能的影響。我們發現不同原子的插入，石墨烯表面靜電勢的分布不同。這種靜電勢的重排和改變的主要原因是插入元素的電荷轉移至...
《銅表面催化石墨烯CVD生長動力學的理論研究》是依託山東大學，由李海蓓擔任項目負責人的青年科學基金項目。中文摘要 由於Cu表面CVD生長的石墨烯具備大尺寸高質量以及較好的層數可控性等優點，Cu基底被公認為是石墨烯CVD生長領域最有前景的金屬催化劑之一。然而，活性碳濃度、Cu表面的微觀形貌結構等參數對石墨烯CVD生長...
由於它在電學特性方面具有許多優良性質，從而在納米電子學和自旋電子學元器件的製備以及大規模集成納電子電路的設計中有重要套用。本課題打算利用我們已有的超高溫分子束外延設備，使用高溫退火或高溫退火併輔助C束流的方法，通過控制生長條件、最佳化生長工藝，在SiC表面外延生長結晶性能良好、層數可控的單層或多層石墨烯樣...
（2）研究發現石墨烯邊緣態除依附於zigzag邊緣之外，還可存在於石墨烯線缺陷周圍。石墨烯中存在一種實驗上可控生長的一維線缺陷，它的基本平移單元由兩個五邊環加一個八邊環組成。我們建立了一種跨越線缺陷的波函式連線條件，在此基礎上可以利用Dirac方程解析地研究線缺陷誘導的邊緣態。我們的理論研究發現了兩種邊緣態...
3.5.3雜化石墨烯催化137 3.5.4功能化石墨烯催化138 3.6石墨烯超分子化學139 3.6.1液晶行為139 3.6.2自組裝142 3.6.3三維自組裝144 3.7總結與展望152 參考文獻153 第4章石墨烯的電學性質167 魏大程，蔡智（復旦大學高分子科學系）4.1石墨烯的基本電學性質168 4.2對石墨烯電學性能的調控170 4.2.1...
《碳納米管/石墨烯生長過程的原位拉曼光譜研究》是依託北京大學，由張錦擔任負責人的面上項目。項目摘要 碳納米管和石墨烯均為近年發展起來的明星材料，因其特殊的電荷輸運特性和極高的載流子遷移率，為發展新一代高性能CMOS器件提供了新的材料選項，但如何實現碳納米管的管徑與手性控制以及大面積製備單層石墨烯仍是...
《原子級厚度氮化硼大面積、高質量的生長與調控》是依託南京理工大學，由宋秀峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 原子級厚度的氮化硼白石墨烯是與石墨烯具有類似結構的二維晶體材料，具有優異的物理和化學性能，在微納光電子器件領域具有巨大的套用潛力。如何實現白石墨烯的大面積、高結晶質量的可控生長是其在...
研究CNOs接枝、石墨烯生長和原位摻雜的影響因素和機理，探明石墨烯可控生長規律和調控途徑；研究CNOs含量、孔結構對複合材料強度和電化學性能的影響；結合理論計算，探討影響其電化學性能的關鍵因素，建立儲能模型並闡明機理。該研究結果可望獲得高導電、高強度、高效能的超電容電極用碳納米複合材料，為高性能電化學儲能器件...
石墨烯與基底、電極、功能材料等單元之間的界面特性對於石墨烯器件的性能起著非常重要的作用。本項目在研究石墨烯的初期生長以及插層原子與基底的界面相互作用的基礎上，進一步研究了界面材料原子結構、電荷轉移、熱學性能等對石墨烯器件的性能調控。主要的研究結論包括：（1）通過實現石墨烯與碳納米管電極的界面構築，揭示...
六方BN與石墨具有類似的層狀晶體結構，素有“白石墨”之稱。研究BN的石墨烯類似物——二維BN納米材料(即“白石墨烯”)已成為納米材料發展的必然趨勢。本課題在前期工作的基礎上，開展了二維BN納米材料的製備工藝、機理及性能研究。主要研究內容包括：大尺寸二維BN薄膜的可控製備(見第二章)；二維BN納米片的規模化...
《Pt/石墨烯的可控製備及其對陰極催化劑性能的影響機制》是依託哈爾濱工業大學，由張生擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 低溫燃料電池是一種能量轉換效率高、環境友好的發電技術，其商業化套用受成本和壽命的制約，關鍵是陰極氧還原反應緩慢，同時陰極在高氧、高電勢下工作，催化劑性能衰減速率較快。針對...
我們的研究發現：利用石墨烯納米帶特殊的電子結構，分子開關的開關比可以在很寬的偏壓範圍內穩定存在，這個結果為提高分子開關的穩定性提供了很好的物理模型；扶手椅型石墨烯納米帶不同寬度具有不同的電子結構可以直接調控分子開關的開關比，因此可以作為調控分子開關器件性能的重要手段；利用鋸齒邊石墨烯的優秀自旋輸運性質...
《石墨烯超級電容器巨觀體電極的可控組裝及性能調控》是依託南開大學，由牛志強擔任項目負責人的面上項目。中文摘要 通過有效控制單層石墨烯間不同相互作用力，實現其在各個尺度下的可控組裝，製備具有多孔空間構型穩定但可調的石墨烯一維纖維、二維薄膜、三維塊體材料，實現石墨烯單元自身優異性質從微觀到巨觀的有效轉移，...
《ZnO納米棒/石墨烯異質結構的製備、調控及電光性能研究》是依託西北大學，由范海波擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 ZnO納米棒具有優異的光學性質，石墨烯具有優良的電學性質並且可變形，製備出高質量ZnO納米棒/石墨烯異質結能夠發揮兩者協同效應，有望在高性能柔性光電子器件中實現重要套用。然而，目前...
中國科學院化學研究所博士學位 2013年5月-2018年3月 新加坡國立大學博士後 2018年3月-至今 中國科學院化學研究所研究員，博士生導師 研究方向 石墨烯材料與器件；有機二維原子晶體的設計與合成；有機二維電子學；人物榮譽 2019年度國家自然科學獎二等獎（第五完成人，科研項目：石墨烯的可控生長及其性能調控）
百人計畫"D類入選者 2014年 科技部創新人才推進計畫的重點領域創新團隊負責人 2014年 中國科學院大學-BHPB導師科研獎 2015年 中國科學院優秀導師獎 2015年 中國科學院朱李月華優秀教師獎 2018年 北京科學技術一等獎（第二完成人）2019年 國家自然科學二等獎（項目名稱“石墨烯的可控生長及其性能調控”，排名第二）
1990-1994 ，內蒙古大學化學專業 學士 1999-2002 ，北京大學物理化學專業 博士 2003-2008 ，愛爾蘭都伯林大學化學系，美國西北大學和史丹福大學 博士後 2008-， 中科院化學所 副研究員 研究方向 納米材料和器件 人物榮譽 2020年1月10日，2019年度國家自然科學獎二等獎（石墨烯的可控生長及其性能調控，第3完成人）
（1）大面積石墨烯單晶的快速生長；（2）大面積石墨烯薄膜的連續、低成本製備；（3）多層石墨烯薄膜的可控製備；（4）石墨烯的缺陷控制；（5）石墨烯的低溫製備；（6）石墨烯在非金屬基底上的直接生長。在電子、光電子、感測器等領域的套用 （1）石墨烯太赫茲器件；（2）石墨烯紅外探測器；（3）石墨烯壓力感測器...
主要圍繞以石墨烯為代表的二維材料，包括： 低成本、大規模、高質量可控制備新方法、新技術的開發 物性研究，比如能帶結構的調控及力學、電學性質的研究 套用探索，比如電學和感測器件的研究 獲獎情況 2017年北京市科學技術獎一等獎 低維納米碳材料的可控生長及電學性能研究 （6/7）2016年度中國科學院...
3、參加科技部973項目：納米標準物質和檢測用納米標準樣品的可控合成、量產及微加工方法標準化研究（已結題）4、主持國家自然科學基金面上項目：石墨烯的化學氣相沉積法生長及其在柔性電子器件中的套用 5、主持國家自然科學基金青年基金項目：一維納米材料基柔性薄膜電晶體的製作與性能研究 6、主持北京分子科學國家實驗室...
總結髮展了高性能分子材料的設計思想，提出了性能調控的新方法，發現擴展π體系是實現高遷移率的重要途徑，合成了具有優異光電性能的新型π共軛分子材料。首次提出了液態銅催化劑生長石墨烯的概念，獲得了高質量單晶石墨烯；製備了第一個氮摻雜的石墨烯，實現了對石墨烯電學性能的調控；開拓了在介電層上直接生長石墨烯...