【研究室总体介绍】
光电功能材料与器件团队现有教授3人、副教授1人和助理研究员（博士后）3人以及博/硕士研究生40多人，一直秉承面向前沿科学和国家战略需求的建设理念，重点开展新型半导体和铁电材料设计及其应用研究，涉及量子点光电器件、新一代太阳能电池、面向信息和能源存储的铁电薄膜与器件、柔性电子与探测器等。团队先后承担了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目和国家级人才计划项目等60多项科研任务，在Science, Nature Energy, Nature Photonics, Nature Communications, Science Advances, Advanced Materials, Chemical Society Reviews等期刊发表学术论文200多篇，授权中国发明专利30多件。部分研究成果产生了显著的经济效应和国际影响力，累计荣获省部级科学技术一等奖2项、二等奖3项，中国专利银奖1项等。团队学生多次获得北京科技大学优秀博/硕学位论文、十佳学术之星、校长奖章、北京市“挑战杯”一等奖和国家奖学金等。
【研究室成员介绍】
田建军 张林兴 黄菲
田建军，教授/博导，国家级高层次领军人才、英国皇家化学会会士（FRSC）、教育部新世纪优秀人才。现任304永利集团副院长、金属电子信息材料教育部工程研究中心主任。主要开展新型半导体材料设计与应用，如新型量子点和及显示技术、新一代太阳能电池、柔性电子器件，以第一/通讯作者在Science, Nature Communications, Advanced Materials, Angewandte Chemie, Chemical Society Reviews, ACS Nano等期刊上发表学术论文200多篇，授权国家发明专利20多项。主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家级人才计划项目等科研任务30多项。在国内外学术会议和研究机构做主题和邀请报告100多次。荣获省部级科学技术奖励一等奖2项、二等奖3项，中国专利银奖1项，以及北京科技大学教书育人先锋、“研师亦友”我最喜爱的导师、先进工作者等。指导学生多次获得北京科技大学优秀博/硕学位论文、十佳学术之星、校长奖章、北京市“挑战杯”一等奖等。
博士/硕士研究生招收方向：新型半导体光电器件，柔性电子。
联系邮箱：tianjianjun@mater.ustb.edu.cn
张林兴，博士，教授/博导，国家高层次青年人才。主要从事低尺寸高级化铁电薄膜，在巨极化铁电和超薄铁电等方面取得成果，发表SCI学术论文80余篇，以第一/通讯作者在Science（2篇）、Nat. Commun.、Sci. Adv.、JACS、AM.等期刊发表成果。申请国家发明专利6项，主持和参与国家级等项目12项。入选国家级青年人才计划、国家重点研发计划青年科学家、中国科协“青年人才托举工程”、教育部“全国高校黄大年式教师团队”成员；获中国化学会青年化学奖、小米青年学者、鼎新青年科学家奖、中国新锐科技人物卓越影响奖、研究生优秀指导教师等。担任PNSMI、化学学报、IJMMM 等期刊的青年编委，兼任JSPS HOPE Fellow、全国材料与器件科学家智库膜材料专家委员会委员等。
博士/硕士研究生招收方向：新型信息存储铁电薄膜及其器件、高功率铁电储能元器件、功能薄膜无机化学合成
联系邮箱：linxingzhang@ustb.edu.cn
赵丽宸，博士，教授/博导，国家级高层次青年人才。主要围绕钙钛矿和新型量子点材料及光电器件开展研究，共发表学术论文40余篇，总他引超过4,800次（WOS），其中，以第一/通讯（含共同）作者在Nature Photonics、Nature Energy、Science Advances、Nature Communications（2篇）、Adv. Mater.（5篇）、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Environ. Sci.（2篇）和《物理》等期刊发表论文20余篇；申请/授权中国发明专利11/5项。入选国家级青年人才项目、中国科协“青年人才托举工程”、北京市科技新星计划。主持国家自然科学基金面上和青年科学基金（C类）项目等。获中国电子科技十大进展奖、中国新锐科技人物闪耀潜力奖等。担任中国可再生能源学会青委会青年委员、全国“钙钛矿材料与器件青年学者论坛”秘书长（2023年起）、SCI期刊Journal of Energy Chemistry、eScience和InfoMat的青年编委等。受邀在国内外学术和行业大会上做大会报告、主旨报告和邀请报告三十余次。
博士/硕士研究生招收方向：金属卤化物钙钛矿材料、新型量子点材料及光电器件（太阳能电池、光电探测器）；功能纳米材料及有机合成等。
联系邮箱：lczhao@ustb.edu.cn
黄菲，副教授，主要从事半导体纳米晶的可控合成及光电应用研究，发表论文53篇，其中第一或通讯作者论文30篇，含Science Advances、Nature Communications、Chemical Society Reviews、Advanced Functional Materials、Energy Environmental Science等，申请/授权国家发明专利5/4件，主持国家自然科学基金3项（面上项目、国际合作项目、青年科学基金）、北京市自然科学基金面上项目等，作为课题负责人参与国家自然科学基金联合基金重点项目1项，主持企业合作课题和校级项目6项，作为项目骨干参加国家重点研发计划等。入选香江学者计划和北京市科协青年人才托举工程。
博士/硕士研究生招收方向：半导体纳米晶可控合成及光电应用，包括发光二极管，光电催化
联系邮箱：huangfei@ustb.edu.cn
【研究室主要研究方向】
新型半导体材料及其电子器件
环保型量子点及其显示技术
新一代太阳能电池
新型光电子薄膜与探测器件
新结构铁电薄膜及其器件
柔性可穿戴光电子器件
【研究室代表性科研成果】
1. 胶体工程可控制备低维类单晶和外延半导体薄膜
胶体工程制备低维半导体薄膜及其新型电子器件是实现低成本和超越电子器件尺寸微缩极限的有效途径之一，但是该技术易于导致大量晶界和缺陷的形成，致使载流子迁移率低。本团队提出了“类单晶薄膜”的设计思想以便消除缺陷富集，实现高质量低维半导体薄膜，该思想获得了国家重点研发计划的支持。在该项目支持，本团队开发了一种多分子配位体系调控晶体取向生长的方法（如图2A），成功制备出ABX3钙钛矿结构类单晶半导体薄膜，载流子迁移率超过30 cm2/V•S（Adv. Energy Mater., 2017, 7, 1602017. ESI高被引和热点论文），基于该薄膜构筑了高效率的光电/电光转换器件（Adv. Mater. 2021, 33, 1905245; Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2209070；Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2312209; Adv. Mater. 2024, 36, 2313981）。
本团队发明了一种胶体工程外延生长新型层状铋氧化物薄膜方法，引入Sm离子稳定氧化铋的萤石结构，获得1-50 nm厚度的Bi1.8Sm0.2O3外延薄膜，在原子尺度（1 nm薄膜）下依然保持稳定的宏观铁电性，是目前原子尺度下最高的铁电性能（图2B），为原子尺度电子元件制备提供新路径，该研究成果以北京科技大学为第一单位发表在Science（Science, 2023, 379, 1218.）。上述工作被中科院、国家基金委、中国科学网和美国化学会等进行了亮点报道，获得中国芯片十大研究进展提名奖。
2. 强限域高色纯度卤化物半导体纳米晶及其发光二极管
新型卤化物半导体纳米晶具有优异的发光效率和色彩饱和度，引起显示领域的广泛关注。然而，该材料体系的纯蓝和纯红色，也是两种必要的显示基色，性能低和稳定性差。为此，本团队建立了一种卤素离子抑制奥斯瓦尔德熟化的纳米晶可控生长工艺（图3A），实现纳米晶的尺寸均匀和生长可控。建立了一种卤素离子抑制形核熟化的纳米晶可控生长工艺，实现了尺寸分散度为9%的强限域0维蓝光纳米晶，荧光量子产率接近100%（Adv. Mater. 2021, 33, 2006722. ESI高被引论文）。在此基础上，进一步提出了极性分子刻蚀调控取向生长技术，获得荧光量子产率超过90%的2维量子阱（Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e20230014 (VIP); Adv. Sci. 2019, 6, 1900462）和1维量子线（Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2005990）。而且发展了多种抑制俄歇复合和离子迁移的策略，获得电致效率25%以上的纯红光二极管（Nano Lett. 2024, 24, 6410; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2300116; ACS Energy Lett. 2024, 9, 4003）和10%以上的纯蓝光二极管（Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2207069; Nano Lett. 2023, 23, 2405; ACS Energy Lett. 2023, 8, 731）。上述研究成果被国际同行评价为最先进性能（state-of-the-art），并获得北京市自然科学二等奖（排名第一）。
3. 环保型量子点及发光二极管
量子点发光二极管因其色纯度高、色域宽在新型显示中应用前景巨大，但常用量子点以镉基、铅基成分为主，其毒性极大限制了发展。ZnTe、InP等体系环保型量子点存在合成难度大、缺陷多和性能低等问题。本团队围绕这些问题展开研究，提出球形量子阱结构设计策略，通过构建相干应变异质结构，减少界面缺陷，成功制备了荧光量子产率超过60%的ZnTe量子点，刷新了ZnTe量子点的发光效率纪录。基于这种球形量子阱设计思路，进一步制备了ZnSeTe量子点，获得了窄而对称的蓝光发射，半峰宽低至18 nm，展现出超高色纯度。进一步开发了一种壳层的分步注入动力学生长方法，有效克服表/界面缺陷引发的非辐射复合，将ZnSeTe量子点的荧光量子产率提升至90%以上，发光二极管效率超过15%。针对InP量子点合成危险性和成本高等问题，本团队发展了氨基磷、次磷酸盐等绿色合成路线，提出过渡层辅助壳层生长策略，实现取向外延生长，获得高荧光量子产率（98%）。结合空穴传输层优化设计，获得外量子效率超过20%的发光二极管。上述研究成果持续发表在Nano Lett., Adv. Funct. Mater., ACS Energy Lett.等期刊。