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1、纳米器件与系统教研室1. 主要研究内容1）低维纳米材料器件与集成低维纳米材料相对于传统的半导体器件具有独特的电学输运和光电特性。发展新型低维半导体材料的可控制备、异质结构建，研究新型低维半导体材料的各种物理化学性能，包括：1光学性质如吸光率，透光率，发光光谱，吸收光谱，拉曼光谱等；2电学性质如p型、n型、电阻率、迁移率及场效应性能等；3光电性质如光电转换量子效率、光响应度、光响应时间及光增益等。尝试通过尺寸、结构、组分、掺杂及带隙的调节实现其光学、电学及光电性质的有效可控调制。探索此类材料在高性能电子以及光电子器件的应用。通过成核/生长精准调控、自组织组装、上至下微纳加工等先进纳米技术，研制基
2、于新型二维材料（石墨烯、二硫化钼等）、纳米材料（纳米棒、纳米管、纳米微球、复合核壳结构等）的光电子器件和化学传感器；利用力-光-电-磁等多场耦合效应以及表面物理化学反应，实现探测感知、能量转换、反应催化、人机交互等多种新型功能；并进一步实现高精度阵列集成、多元传感、能源-传感-控制网络多功能复合等系统集成化，拓展其在能源、环境、信息、国防等领域的潜在应用。2）压电（光）电子学材料与器件压电（光）电子学材料与器件由王中林院士率先提出和实现，并持续引领和带动了该领域在国际上的研究。研究功能压电半导体纳米结构的力-光-电-磁多场耦合效应，包括压电电荷对p-n结界面能带的剪裁和调控、对载流子输运、转移
3、、捕获及复合等过程的调控、温度效应、非线性效应、界面耦合效应等对压电、半导体输运和光学特性之间耦合的影响机制，揭示压电半导体纳米线中压电、半导体输运和光学特性之间耦合的新效应和新物理。3）纳米传感与系统以纳米传感技术为核心的自驱动系统是纳米器件的重要应用领域。开展基于纳米发电机自身的自驱动纳米传感技术，包括传感器原理与应用研究，物联网、环保和国防中的应用；开展自驱动技术在环保方面的应用，包括光催化污水处理、颗粒物处理、气体净化等；开展自驱动技术在智能医疗方面的应用，包括自驱动可植入治疗系统、自驱动可植入组织修复、自驱动可植入生物传感技术等。2. 拟解决的重大科学问题研究功能压电半导体纳米结构的
4、力-光-电-磁多场耦合效应，包括压电电荷对p-n结界面能带的剪裁和调控、对载流子输运、转移、捕获及复合等过程的调控、温度效应、非线性效应、界面耦合效应等对压电、半导体输运和光学特性之间耦合的影响机制，揭示压电半导体纳米线中压电、半导体输运和光学特性之间耦合的新效应和新物理；纳米科学与技术学院的纳米器件与系统教研室将定位为国家纳米科技与产业培养高质量的纳米器件与系统的人才。3. 重大突破目标开展基于纳米发电机自身的自驱动纳米传感技术，包括传感器原理与应用研究，物联网、环保和国防中的应用；开展自驱动技术在环保方面的应用，包括光催化污水处理、颗粒物处理、气体净化等；开展自驱动技术在智能医疗方面的应用，包括自驱动可植入治疗系统、自驱动可植入组织修复、自驱动可植入生物传感技术等。
