報告題目1：Limits on the impermeability of graphene
報告人：孫鵬展 ?博士（澳門(mén)大學(xué)應用物理及材料工程研究院）
報告題目2：新型光電/輻射探測材料與器件及其應用探索
報告人：沈亮? 教授（吉林大學(xué)）
時(shí)間：5月10日（周五）14:00
地點(diǎn)：師昌緒樓403會(huì )議室
Limits on the impermeability of graphene
報告人簡(jiǎn)介
孫鵬展博士現為澳門(mén)大學(xué)應用物理及材料工程研究院（Institute of Applied Physics and Materials Engineering ，IAPME）助理教授。2023港澳優(yōu)青獲得者。曾于2012年和2016年在清華大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士和博士學(xué)位。2016年至2022年，在英國曼徹斯特大學(xué)物理與天文系和國家石墨烯研究院從事博士后研究工作，合作導師為Andre Geim教授。其研究興趣包括對強限域條件下的分子輸運行為的基礎性探索，制備及定制化組裝二維晶體為具有特定功能的異質(zhì)結構器件，并探究其在分子篩分、藍色能源收集以及仿生信號傳遞與信息交互等領(lǐng)域的新技術(shù)與新應用。迄今為止，以第一及通訊作者身份在Nature,PNAS,Nature Communications,Science Advances等期刊發(fā)表研究論文20余篇。相關(guān)研究成果已獲日本專(zhuān)利1項及中國專(zhuān)利2項。此外，孫鵬展曾榮獲美國材料研究學(xué)會(huì )（MRS）研究生銀獎、清華大學(xué)特等獎學(xué)金、中國國際石墨烯創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)大賽一等獎以及清華–陶氏可持續發(fā)展創(chuàng )新挑戰賽特等獎等獎項。
報告摘要：It is widely believed that,despite being one-atom thick,graphene is completely impermeable to all gases and liquids. In this talk,I will present my recent research1-4 on the topic “How permeable is the impermeable graphene?”
Using monocrystalline container made from atomically flat graphite,which is tightly sealed with graphene,we have achieved measurements that put the permeation limit through 2D materials at 8–9 orders of magnitude lower than previously,such that we would discern (but did not observe) just a few helium atoms per hour crossing micrometer-size membranes. This detection limit is also valid for all other gases tested,except for hydrogen. Hydrogen shows noticeable permeation,even though its molecule is larger than helium. The mechanism of this anomalous observation is proposed and later corroborated by experiments. To make the generally “impermeable” graphene not only “permeable” but also highly “selective”,we have developed a perforation technique which involves a short-time exposure of the graphene membrane to low-energy electrons. Using the same monocrystalline containers,we are able to study gas transport through the created individual graphene pores with an effective size of about one missing carbon ring. Helium and hydrogen permeate easily through these pores whereas larger molecules such as xenon and methane are blocked. Permeating gases experience activation barriers that increase quadratically with the kinetic diameter,and the transport process crucially involves surface adsorption.
1.P. Z. Sun,et al. Nature 579,229 (2020).
2.P. Z. Sun,et al. Nat. Commun. 12,7170 (2021).
3.P. Z. Sun,et al. PNAS 120,e2300481120 (2023).
4.Z. F. Wu,P. Z. Sun*,et al. Nat. Commun. 14,7756 (2023).
新型光電/輻射探測材料與器件及其應用探索
報告人簡(jiǎn)介
沈亮，吉林大學(xué)教授，博士生導師，國家青年人才計劃入選者，吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院副院長(cháng)。依托集成光電子學(xué)國家
重點(diǎn)實(shí)驗室和微納信息材料與器件（111引智基地），主要從事新型半導體光電轉換材料、器件與系統的研究工作，以新材料機理探索-高性能器件研發(fā)-新應用系統集成為研究主線(xiàn)，在高速光電子理論及器件、低偏壓高靈敏X射線(xiàn)探測和超高穩定光電倍增管等方面取得重要原創(chuàng )成果，在光通信、光互聯(lián)和光信息處理方面取得重要應用，服務(wù)國家重大戰略。在Nat.Photon.,Nat.Water,Nat.Commun.,Sci.Adv.,Adv. Mater.,Nano Lett.,Adv. Funct. Mater.,Adv. Energy Mater.,Light-Sci. Appl.等國際重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI檢索論文>200篇，引用>10000次（google學(xué)術(shù)），H因子55，授權美國及中國發(fā)明專(zhuān)利>30項。獲得2015年吉林省科學(xué)技術(shù)獎自然科學(xué)一等獎。目前任《半導體學(xué)報》、《InfoMat》、《SmartMat》、《InfoScience》、《光子學(xué)報》、《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》期刊青年編委。
報告摘要：探測器是航空、航天和信息等領(lǐng)域的核心器件。基于傳統半導體材料的光電探測器重量大，剛性易碎，難以實(shí)現輕量化，而以有機、鈣鈦礦和量子點(diǎn)材料為代表的新型光電探測器具有工藝簡(jiǎn)單，成本低、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，有希望滿(mǎn)足國家戰略需求。報告人長(cháng)期從事新型半導體探測器的研究，合成具有高質(zhì)量高穩定性的鈣鈦礦單晶，研制出高靈敏、低驅動(dòng)電壓、便攜式鈣鈦礦X射線(xiàn)探測器；通過(guò)表面功能化設計和減少器件電容的協(xié)同策略，實(shí)現納秒量級的響應速度；以吸收光譜互補為原則選擇材料，根據載流子界面輸運原則設計器件結構，研制出集寬譜段、快響應、大動(dòng)態(tài)線(xiàn)性范圍于一體的新型光電探測器，實(shí)現近紅外高速掃描成像。已經(jīng)報道的各類(lèi)高靈敏、多譜段、快響應、大動(dòng)態(tài)線(xiàn)性范圍的探測器，應用于光通信和成像，實(shí)現了不同譜段光信號的精準傳輸和高精度成像，展示其在航空航天和光電信息領(lǐng)域的應用潛力，為新型探測器走向實(shí)用化做出了有意義的探索。
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