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1、1 宫建茹宫建茹 研究员 国家纳米科学中心 中国北京中关村北一条 11 号, 100190 科研楼 211 电话：82545649 传真：62656765 E-mail：gongjr 简历简历 2005 年获中国科学院化学研究所物理化学专业博士学位，师从白春礼院士； 2005-2008 年在美国哈佛大学化学与生物化学系 Charles M. Lieber 研究组做博士后； 2009 年加入国家纳米科学中心，现为研究员，博士生导师。 获奖及荣誉获奖及荣誉 中国科学院卢嘉锡青年人才奖 (2011) 茅以升科学技术奖北京青年科技奖 (2010) 国家自然科学二等奖 (2007) 中国分析测试协会一等
2、奖 (2006) 中国科学院宝洁荣誉奖（2004） 中国科学院化学研究所青年科学家奖 (2004) 中国科学院青年创新促进会会员 Journal of Bioterrorism Mater. Res. Bull. 2012, 47, 333 和 J. Nanosci. Nanotechnol. 2012, 12, 1 等期刊。 (a,b) ZnS/CuS 结构的透射电镜图像；(c) 不同比例 ZnS/CuS 的可见光光催化活性；(d) ZnS 的价带到 CuS 的 界面电荷转移示意图。 高灵敏度纳米高灵敏度纳米生化生化传感器传感器 高灵敏度检测肿瘤标志物对于癌症的早期诊断和生物恐怖试剂监测具有
3、重大意义。 我组通过 在硅纳米线场效应传感器件表面硅烷化修饰肿瘤标志物前列腺特异性抗原抗体单分子层，结合 交流电场的富集作用能够无标记、实时、迅速地检测到低至阿托摩尔数量级的前列腺特异性抗原， 这一高灵敏度检测结果是前列腺癌和乳腺癌早期诊断的巨大突破，比 Lieber 组报道的最好结果提 高 3 个数量级。控制器件表面受体的单分子层修饰至关重要，较厚的修饰层会使待测物质远离纳 米线并使其表面的电势变化幅度减小，从而降低器件的检测灵敏度。另外，能够通过模拟细胞磷 脂层将神经节苷脂受体修饰到纳米器件表面上对霍乱毒素进行高灵敏度检测，使得这一器件不但 可以作为识别生物恐怖试剂的有效方法，同时建立了一
4、种研究病毒感染细胞膜机制的新技术，其 结果发表在 Small 2010, 6(8), 967-973。 6 (a) 纳米场效应传感器示意图；(b) 器件电动富集生物分子的机制；(c)器件实时传感数据。 石墨烯，这一 2004 年发现的碳晶体家族中的新成员，集多种优异特性于一身，其电子迁移率 高于硅材料两个级数且具有较大的比表面积、极高的化学惰性、生物相容性好、无毒性，有望替 代传感器中的硅材料，为进一步提高场效应传感器的性能，我组探索了石墨烯纳米场效应器件的 可控制备。石墨烯为零带隙半导体，能否有效调控其电学性质决定着这种新材料在传感领域的应 用前途。 掺杂被认为是调控石墨烯电学性质的有效手段
5、之一，但石墨烯完整的二维蜂窝状结构给其掺 杂带来很大困难。为了解决这一难题，我组采用离子辐射技术，通过高能离子轰击使石墨烯产生 碳原子空位缺陷。然后，在氨气气氛中高温退火，利用氨气分解产生的氮原子来填补碳原子空位 缺陷，实现了在石墨烯中氮原子的掺杂。由氮原子掺杂后的石墨烯制备的场效应器件具有 n 型导 电性质，进一步证实了氮原子的掺杂效果。该方法与 CMOS 技术兼容，是一种有效、通用的掺杂 方法，研究结果发表在 Nano Letter.上(2010, 10, 4975-4980)，并被 Nature Publishing Group (NPG) Asia Materials 做为特色研究进行专题报道。同时，相关工作还发表在 Electron. Lett. 2011, 47, 663 和 Insciences J. 2011, 1, 80 等期刊上，并应邀主编了以石墨烯为主题的系列英文科技丛书。 (a) 拉曼光谱监测石墨烯无序度随离子辐射剂量不同的变化；(b) 石墨烯场效应晶体管示意图；(c) 本征石墨烯 的 Gsd-Vg曲线，表现为 p 型；(d) 氮掺杂石墨烯的 Gsd-Vg曲线，表现为 n 型。 c d a b 7 8
