刘华平

简介


刘华平,2006年博士毕业于北京师范大学。2006-2013先后在国际理论物理中心(ICTP),意大利同步辐射国家实验室(ELETTRA),日本东京理科大学,日本产业技术综合研究所工作。2012年入选中科院百人计划,中组部第三批青年千人计划。2013年3月回国,现为中科院物理所研究员,博士生导师。

个人网页:http://nanomater.iphy.ac.cn/A05/liu_index.html

主要研究方向


碳纳米管结构批量调控,基本物性及其在微纳光子电子器件方面的应用研究。

过去的主要工作及获得的成果


单壁碳纳米管(SWCNTs)是一种碳的同素异构体,它由单层石墨烯按照一定方向卷曲形成的一维管状分子结构。它不仅保持了石墨烯优异的力学性能、高的载流子迁移率和高的热导性能等,还具有其独特的光电性质,有望在新一代微纳光电子器件,生物医药,以及新能源材料等方面被广泛应用。SWCNTs独特的性质来源于它特殊的物理结构。比如SWCNTs在形成过程中由于卷曲方向及管径的不同,可以是金属性的也可以是半导体性的。对于同是半导体性的SWCNTs,其能带宽度与直径成反比。规模化制备单一结构均一性质的SWCNTs是研究其基本物性和实际应用的关键。自从碳纳米管被发现20多年以来,碳纳米管结构调控一直是纳米科学研究领域的热点。然而直到现在,通过生长规模化制备单一结构SWCNTs仍然是一个巨大的挑战,阻碍了SWCNTs性质和应用研究。最近我们通过对商业化SWCNTs混合物的控制分离,制备出了13种毫克量级的单一手性半导体SWCNTs(Nat. Commun. 2011, 2, 309;Nano Lett. 2013, 13, 1996),甚至分离出了单一手性SWCNTs的左右螺旋结构(Nano Lett. 2014, 14,6237),真正实现了单一结构碳纳米管的宏量制备,为SWCNTs基本物性及应用研究铺平了道路。相信将来随处可见由碳纳米管制备的生活用品,如,高性能超薄柔性电脑、可卷曲的电视机、腕表、节能灯,以及太阳能电池等。

曾获国际理论物理中心TRIL奖学金(2006),日本饭岛奖(2012),世界材料研究所论坛杰出报告奖(2012),中日韩国际纳米会议“Best poster award”(2011,2012),日本产业技术综合研究所"AIST Best Paper Award"(2014)等。近年来在包括Nature Communications,Nano Letters,ACS Nano, advanced functional materials等国际著名刊物上发表第一作者/通讯作者论文30余篇,他引1200余次,单篇最高他引400余次。

代表性论文及专利



1. Y. Liu, J. Zhang,* H. Liu, S. Wang, L.-M. Peng,* Electrically driven monolithic subwavelength plasmonic interconnect circuits, Sci. Adv. 3 (2017) e1701456.

2. X. Zeng,  D. H. Yang, H. Liu,* N. G. Zhou, Y. Wang, W. Y. Zhou, S. S. Xie, and H. Kataura, Detecting and Tuning the Interactions between Surfactants and Carbon Nanotubes for Their High-Efficiency Structure Separation, Adv. Mater. Interfaces, 2017,4, 1700727

3. J. Cui, D. H. Yang, X. Zeng, N. G. Zhou,* H. Liu,* Recent progress on the structure separation of single-wall carbon nanotubes, Nanotechnology 28 (2017) 452001 (Topical Review)

4.  Q. Li, S. Li, D. Yang , W. Su, Y. Wang , W. Y. Zhou, H. Liu,* and S. S. Xie,Designing Hybrid Gate Dielectric for Fully Printing High-Performance Carbon Nanotube Thin Film transistors, Nanotechnology 28 (2017) 435203.

5. D. Yang, J. Hu, H. Liu,* S. Li, W. Su, Q. Li, N. Zhou, Y. Wang, W. Y. Zhou, S. S. Xie, H. Kataura, Structure Sorting of Large-diameter Carbon Nanotubes by NaOH Tuning the Interactions between Nanotubes and Gel, Adv. Funct. Mater. 2017,27, 1700278

6. Y. Liu, S. Wang, H. Liu, L. M. Peng,* Carbon nanotube-based three-dimensional monolithic optoelectronic integrated system, Nat. Commun. 8(2017)15649

 7. W. B. Zhou, Q. Fan, Q. Zhang, L. Cai, K. Li, X. Gu, F. Yang, N. Zhang, Y. Wang, H. Liu, W. Y. Zhou,* S. S. Xie,* High-performance and compact-designed flexible thermoelectric modules enabled by a reticulate carbon nanotube architecture, Nat. Commun. 8(2017)14886.

8. Q. Fan, Q. Zhang, W. B. Zhou, X. Xia, F. Yang, N. Zhang, S. Xiao, K. Li, X. Gu, Z. Xiao, H. Chen, Yanchun Wang, H. Liu, W. Y. Zhou,* S. S. Xie,* Novel approach to enhance efficiency of hybrid silicon-based solar cells via synergistic effects of polymer and carbon nanotube composite film, Nano Energy 33 (2017) 436.

9. H. Liu, T. Tanaka, H. Kataura, Optical Isomer Separation of Single-Chirality Carbon Nanotubes Using Gel Column Chromatography. Nano Lett. 14(2014)6237.

10. Y-S Lim, ART Nugraha, S-J Cho, M-Y Noh, E-J Yoon, H Liu, et al. Ultrafast generation of fundamental and multiple-order phonon excitations in highly enriched (6, 5) single-wall carbon nanotubes. Nano Lett. 14(2014)1426.

11. H. Liu, T. Tanaka, Y. Urabe, H. Kataura. High-efficiency single-chirality separation of carbon nanotubes using temperature-controlled gel chromatography. Nano Lett. 13(2013)1996.

12. H. Liu, D. Nishide, T. Tanaka, H. Kataura. Large-scale single-chirality separation of single-wall carbon nanotubes by simple gel chromatography. Nat. Commun. 2(2011)309 (Most Downloaded in Nat. Commun., May-Sep. 2011,Cited times 420).

13. H. Liu, D. Takagi, S. Chiashi, Y. Homma. Transfer and alignment of random single-walled carbon nanotube films by contact printing. ACS Nano 4(2010)933.

授权美国专利两项(US8512668 B2,US8715607 B2),日本专利两项(特许第5553282号,特许第 5594727号)
申请国际专利两项(WO 2011108666 A1)

目前的研究课题及展望


1. 物理研究所人才启动项目;
2. 中组部青年“千人”计划项目;
3. 国家自然科学基金面上项目;
4. 中科院前沿科学重点项目;
5. KJW项目;
6. 基金委重点项目

培养研究生情况


计划每年招收来自物理、材料、化学等专业的硕博连读生2-3名,博士后1名,欢迎有兴趣的同学报考。

电话:

010-82649629

010-82649736

Email

liuhuaping@iphy.ac.cn