刘华平

简介


刘华平,中科院物理所研究员,博士生导师,先进材料与结构分析实验室“纳米材料与介观物理(A05)”研究组组长。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从事博士后研究工作,2013年3月回国。


主要研究方向


单一螺旋结构碳纳米管提纯,基本物性及其在微纳光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。规模化制备单一螺旋结构的碳纳米管是制备碳基光电集成电路的关键。自从碳纳米管被发现以来,碳纳米管结构调控一直是纳米科学研究领域的热点。本人长期从事单一螺旋结构碳纳米管的规模化制备,光电性质研究及其在光电器件方面的应用。已发展了多种分子调控技术用于商业化碳纳米管混合物手性结构分离,实现了近20种单一手性半导体碳纳米管及镜像体毫克量级的分离,为碳纳米管基本物性及应用研究铺平了道路。我们制备的碳纳米管已经表现出比传统硅材料更高的电学性能。相信将来随处可见由碳纳米管制备的柔性可穿戴碳基器件、高性能电视、电脑、手机以及生物芯片等。相关成果以第一作者/通讯作者发表在Science Advances,Nature communications,Nano Letters, ACS Nano,Advanced Functional Materials 等国际知名期刊,单篇最高他引700余次。作为项目负责人正在主持国家重点研发计划项目、基金委重点国际合作项目、中科院前沿重点项目等。



荣誉




  1. 国家重点研发计划项目首席科学家(2020)

  2.  第五届纳米之星创新创业大赛团队组二等奖(2019)

  3. 日本产业技术综合研究所"AIST Best Paper Award"(2014)

  4. 日本饭岛奖(2012)

  5. 中日韩国际纳米会议“Best poster award”(2012)

  6. 中日韩国际纳米会议“Best poster award”(2011)

  7. 国际理论物理中心TRIL奖学金(2006)

  8. 香港求是基金会研究生奖学金(2006)


代表性论文及专利



  1. X. J. Wei,* S.L. Li, W.K. Wang, X. Zhang, W.Y. Zhou, S.S. Xie, and H. Liu*Recent Advances in Structure Separation of Single-Wall Carbon Nanotubes and Their Application in Optics, Electronics and Optoelectronics, Advanced Science 2022, 2200054

  2. F.T. Wang, D.H. Yang,  L.H. Li, Y.M. Liu, X.J. Wei,* W.Y. Zhou, H. Kataura, H. Liu* and S.S. Xie, Electronic type and diameter dependence of the intersubband plasmons of single-wall carbon nanotubesAdv. Funct. Mater. 2022, 32, 2107489

  3. D.H. Yang, L.H. Li, X.J. Wei, Y.C. Wang, W.Y. Zhou, H. Kataura, S.S. Xie, and H. Liu*, Submilligram-scale separation of near-zigzag single-chirality carbon nanotubes by temperature controlling a binary surfactant systemScience Advances 2021, 7, eabe0084 (Times Cited 13)(Highlight by 科技部中科院NanoWerk News)

  4. W. Su, D.H. Yang, J.M. Cui, F.T. Wang, X.J. Wei,* W.Y. Zhou, H. Kataura, S. S. Xie, and  H. Liu,* Ultrafast wafer-scale assembly of uniform and highly dense semiconducting carbon nanotube films for optoelectronicsCarbon, 2020, 163, 370. (Highlight by Lab Motif) 

  5. S. Li, D. Yang, J. Cui, Y. Wang, X. Wei, W. Zhou, H. Kataura, S.S. Xie, and H. Liu,* Quantitative analysis of the intertube coupling effect on the photoluminescence characteristics of distinct (n, m) carbon nanotubes dispersed in solutionNano Research 13 (2020) 1149

  6. 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 GelAdv. Funct. Mater. 2017,27, 1700278 

  7. H. Liu, T. Tanaka, H. Kataura, Optical Isomer Separation of Single-Chirality Carbon Nanotubes Using Gel Column ChromatographyNano Lett. 14(2014)6237.  (Times Cited 53)

  8. H. Liu, T. Tanaka, Y. Urabe, H. Kataura. High-efficiency single-chirality separation of carbon nanotubes using temperature-controlled gel chromatographyNano Lett. 13(2013)1996. (Times cited 131) 

  9. H. Liu, D. Nishide, T. Tanaka, H. Kataura. Large-scale single-chirality separation of single-wall carbon nanotubes by simple gel chromatographyNat. Commun. 2 (2011) 309 (Times cited 710)

  10. H. Liu, D. Takagi, S. Chiashi, Y. Homma. Transfer and alignment of random single-walled carbon nanotube films by contact printingACS Nano 4(2010)933. (Times Cited 37)



代表专利:




  1. 一种碳纳米管的分离方法,ZL20191023221.0

  2. 一种碳纳米管薄膜的制备方法,ZL201710860361.7

  3. 单一手性碳纳米管及其镜像体宏量分离方法,ZL201811503891.7

  4. 一种提高单分散的碳纳米管分散液浓度的方法,ZL201910232659.2

  5. 一种无支撑单一取向碳纳米管薄膜的制备及转移方法,ZL201610857060.4,

  6. 一种单一取向碳纳米管薄膜喷印排布方法,ZL201610914928.X

  7. 可编码执行器及其控制方法和微机器人,ZL201510431944.9

  8.  碳纳米管分离方法, ZL201510084560.4

  9. Method of separating and collecting carbon nanotube and carbon nanotube, 美国专利, US8715607B2.

  10. Methods of more simple separation and collection of carbon nanotubes, 美国专利, US8512668 B2.


目前的研究课题及展望



  1. 国家重点研发项目;

  2. 基金委国际合作重点项目;

  3. 基金委重点项目

  4. KJW项目

  5. 中科院先导B

  6. 中科院前沿重点项目 


培养研究生情况


已培养毕业硕士研究生6名,博士研究生4名,出站博士后1名,目前在读硕士生5名,博士生5人,在站博士后2名,所培养学生和博士后曾先后获得物理所表彰奖、所长优秀奖、三好学生,北京市优秀毕业生、物理所优秀博士后奖等荣誉。毕业学生、出站博士后入职国家电网公司、中科院研究所、华为等单位。

计划每年招收来自物理、材料、化学、信息等专业的硕士、博士研究生2-3名。

长期招聘博士后(待遇从优)


其他联系方式


研究组主页 Research Gate


电话:

010-82649629

Email

liuhuaping@iphy.ac.cn