袁国栋 - 中国科学院半导体研究所 -

个人简介

袁国栋，男，博士，研究员，博士生导师。 1977年7月生于山西静乐，1999年获北京科技大学金属材料与热处理专业工学学士学位，2006年获浙江大学硅材料国家重点实验室半导体材料工学博士学位。2006至2009年任香港城市大学物理及材料科学系COSDAF研究中心博士后（ResearchFellow），合作导师李述汤院士，主要从事微纳结构硅、II-VI族半导体和石墨烯等材料可控生长、纳米电子器件及其应用方面的研究工作，在纳米线场效应晶体管、太阳能电池、分子传感及光电器件等方面做出了较有影响的研究工作；2009至2011年先后在德国波鸿鲁尔大学电子工程系和德国柏林洪堡大学物理系做博士后，合作导师SaskiaF.Fischer教授，主要从事新型湿法腐蚀多孔硅和微纳结构硅材料热电器件研究工作。2012年到中国科学院半导体研究所工作。2014年获国家优秀青年科学基金。取得的主要学术成绩：基于纳米线场效应晶体管器件，发现了n-Si纳米线在潮湿空气中表面空穴积累及载流子显著提升的现象，建立了表面态载流子散射和能带弯曲模型；发现本征硅纳米线在潮湿空气中空穴积累及分子掺杂现象，基于DFT第一原理计算揭示了表面H原子钝化和气体分子吸附的双重作用机理；研制出离子敏感硅纳米线场效应晶体管，用于高灵敏选择性探测镉离子和汞离子；发现了Si纳米线分子传感器件的pH值关联机制，并首次建立了氢分子和氧分子共存的氧化还原对和纳米结构材料核-壳理论模型；采用单步腐蚀工艺在重掺n型硅中发现了纳米尺度介孔结构及其轴向渐变现象，基于Si纳米线和液体电解质界面费米能级和电化学势差异，建立了n型硅纳米线介孔隧穿电流模型和p型硅纳米线介孔热发射电流模型。提出一种黑硅表面新型湿法化学处理方法，有效降低了黑硅表面复合速率及反射率，制备的黑硅太阳能电池转化效率较碱制绒工艺电池提高了约1个百分点，实现了飞秒激光黑硅材料太阳能电池转化效率显著提升。基于高质量II-VI族半导体纳米线阵列可控生长及实时掺杂，通过构建单纳米线场效应器件，实现其电学和光电性能大范围可调；采用微波等离子体化学气相沉积工艺，首次在不锈钢衬底上生长出大面积石墨烯二维原子晶体；发明了快速淬火制备大尺寸石墨烯方法，研制出迁移率高达7791cm2V-1s-1石墨烯双极性场效应晶体管；发现燃料敏化电池中分子嫁接石墨烯显著提升纳米TiO2颗粒电极电导，基于石墨烯/TiO2新型杂化电极电池相对于传统TiO2结构光电转化效率明显提升。近年来在Adv.Mater.,Angew.Chem.Int.Ed.,NanoLett.,ACSNano,Adv.Funct.Mater.,Small,Chem.Mater.,J.Phys.Chem.C,Appl.Phys.Lett.等国内外重要刊物上发表论文50余篇，SCI论文被他引1000多次，申请多项专利。在研/完成项目： 1.国家自然科学基金（优秀青年基金）：纳米线晶体管器件及其表/界面特性研究（2015-2017）负责 2.国家自然科学基金（面上项目）：面向与IC工艺兼容的Si（100）衬底高亮度3D发光器件研究（2015-2018）负责 3.国家自然科学基金（青年基金）：低成本多孔黑硅材料可控制备及其高效太阳能电池研究（2013-2015）负责 4.国家科技部863项目：新型大功率GaN电子器件外延材料及芯片制备技术研究（2015-2017）负责

研究领域

1.高效太阳能电池材料及器件 2.半导体纳米电子器件、场效应器件、光电器件及热电器件 3.氮化物材料生长、LED芯片工艺及器件物理

近期论文

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1.G.D.Yuan,R.Mitdank,A.Mogilatenko,S.F.Fischer,Porousnanostructuresandthermoelectricpowermeasurementofelectroless-etchedblacksilicon,J.Phys.Chem.C,116(2012)13767. 2.G.D.Yuan,Y.B.Zhou,C.S.Guo,W.J.Zhang,Y.B.Tang,Y.Q.Li,Z.H.Chen,Z.B.He,X.J.Zhang,P.F.Wang,I.Bello,R.Q.Zhang,C.S.Lee,S.T.Lee,Tunableelectricalpropertiesofsiliconnanowiresviasurfaceambientchemistry,ACSNano4(2010)3045. 3.G.D.Yuan,T.W.Ng,W.J.Zhang,Y.B.Tang,H.B.Wang,L.B.Luo,C.S.Lee,S.T.Lee,p-typeconductivityinsiliconnanowiresinducedbyheterojunctioninterfacechargetransfer,Appl.Phys.Lett.97(2010)153126. 4.G.D.Yuan,W.J.Zhang,Y.Yang,Y.B.Tang,Y.Q.Li,J.X.Wang,X.M.Meng,Z.B.He,C.M.L.Wu,I.Bello,C.S.Lee,S.T.Lee,Graphenesheetsviamicrowavechemicalvapordeposition,Chem.Phys.Lett.467(2009)361. 5.G.D.Yuan,W.J.Zhang,J.S.Jie,X.Fan,J.X.Tang,I.Shafiq,Z.Z.Ye,C.S.Lee,S.T.Lee,TunableN-typeConductivityandTransportPropertiesofGa-dopedZnONanowireArrays,Adv.Mater.,20(2008)168 6.G.D.Yuan,W.J.Zhang,W.F.Zhang,X.Fan,C.S.Lee,S.T.Lee,p-typeconductioninnitrogen-dopedZnSnanoribbons,Appl.Phys.Lett.,93(2008)213102 7.X.Zhang,G.Yuan,Q.Li,B.Wang,X.Zhang,R.Zhang,J.C.Chang,C.Lee,S.Lee,Single-Crystal9,10-DiphenylanthraceneNanoribbonsandNanorods,Chem.Mater.,20(2008)6945 8.H.Y.Chen,G.D.Yuan*,Y.Peng*,M.Hong,Y.B.Zhang,Y.Zhang,Z.Q.Liu,J.X.Wang,B.Cai,Y.M.Zhu,J.M.Li,Enhancedperformanceofsolarcellswithoptimizedsurfacerecombinationandefficientphotoncapturingviaanistropic-etchingofblacksilicon,Appl.Phys.Lett.,104,193904,2014 9.M.Hong,G.D.Yuan*,Y.Peng*,H.Y.Chen,Y.Zhang,Z.Q.Liu,J.X.Wang,B.Cai,Y.M.Zhu,Y.Chen,J.H.Liu,J.M.Li,Controlcarrierrecombinationofmulti-scaletexturedblacksiliconsurfaceforhighperformancesolarcells,Appl.Phys.Lett.,104,253902,2014 10.C.Guo,L.Luo,G.Yuan,X.Yang,R.Zhang,W.ZhangandS.T.Lee,Surfacepassivationandtransferdopingofsiliconnanowires,Angew.Chem.Int.Ed.48(2009)9896 11.Y.B.Tang,C.S.Lee,Z.H.Chen,G.D.Yuan,Z.H.Kang,L.B.Luo,H.S.Song,Y.Liu,Z.B.He,W.J.Zhang,I.Bello,S.T.Lee,High-qualitygraphenesviaafacilequenchingmethodforfield-effecttransistor,NanoLett..9(2009)1374 12.H.S.Song,W.J.Zhang,G.D.Yuan,Z.B.He,W.F.Zhang,Y.B.Tang,L.B.Luo,C.S.Lee,I.Bello,S.T.Lee,p-typeConductioninArsenic-dopedZnSeNanowires,Appl.Phys.Lett.,95(2009)033117 13.W.F.Zhang,Z.B.He,G.D.Yuan,J.S.Jie,L.B.Luo,X.J.Zhang,Z.H.Chen,C.S.Lee,W.J.Zhang,S.T.Lee,High-Performance,Fully-TransparentandFlexibleZinc-DopedIndiumOxideNanowireTransistors,Appl.Phys.Lett.,94(2009)123103 14.J.Jie,W.Zhang,K.Peng,G.Yuan,C.S.Lee,S.T.Lee,Surface-dominatedtransportpropertiesofsiliconnanowires,Adv.Funct.Mater.,18(2008)3251 15.W.Zhang,J.Jie,L.Luo,G.Yuan,Z.He,Z.Yao,Z.Chen,C.S.Lee,W.Zhang.S.T.Lee,HysteresisinIn2O3:Znnanowirefield-effecttransistoranditsapplicationasanonvolatilememorydevice,Appl.Phys.Lett.93(2008)183111 16.L.Luo,J.Jie,W.Zhang,Z.He,J.Wang,G.Yuan,W.Zhang,L.Wu,S.Lee*,SiliconnanowiresensorsforHgandCdions,Appl.Phys.Lett.,94,193101,2009 17.Y.B.Tang,C.S.Lee,J.Xu,Z.T.Liu,Z.H.Chen,Z.He,Y.L.Cao,G.D.Yuan,H.Song,L.Chen,L.B.Luo,H.M.Cheng,W.J.Zhang,I.Bello,S.T.Lee*,IncorporationofGraphenesinNanostructuredTiO2FilmsviaMolecularGraftingforDye-SensitizedSolarCellApplication,ACSNano,4,3482,2010