李国栋

简介


2006年毕业于内蒙古师范大学物理系,获理学学士学位;

2006-2011年于中国科学院国家纳米科学中心硕博连读,获理学博士学位;

2011-2019年先后于美国凯斯西方储备大学(CWRU)和德国莱布尼兹固体与材料研究所(IFW Dresden)从事博士后研究工作;

2019年入选中国科学院物理研究所引进海外杰出人才,回国工作,副研究员,博士生导师。

主要研究方向


(1)热电功能材料的制备及输运特性;

(2)芯片集成微型热电器件的构筑;

(3)介观电子体系电学/热学/磁学输运。

过去的主要工作及获得的成果


1. 将微机电加工工艺(MEMS)与电化学沉积手段(ECD)相结合,成功制备了具有高集成密度的微型热电制冷器件(micro-TECs),集成密度高达5500/cm2,并首次系统测量了微型热电制冷器件的长期服役性,和循环稳定性(1千万次以上),所得器件数据为领域内领先,此工作被Nature Electronics杂志选为当期封面文章报道
2. 利用应力调控自卷曲(strain-engineered self-rolling)的方法,发展了一种制备单晶/非晶(Si/SiOx)、半导体/金属(GaAs/Metal)、无机/有机(GaAs/Polymer)杂化超晶格的方法,并研究了各体系的热学传输特性,发现通过调控超晶格薄膜的界面特性可以很有效地降低材料的热导率。

3. 研究了低维电子体系,如:零维量子点(GaSb/GaAs Type II QDs)、一维纳米线(InAs, Bi2Se3)、二维电子气(GaAs/AlGaAs heterojuction)的电学和热学输运特征。

相关成果发表在Nature Electronics, Joule,Energy Environ. Sci., Adv. Mater., iScience, ACS Nano, Nano Letter, Appl. Phys. Lett.等国际学术期刊上。

代表性论文及专利


1. Q. Liu, F. Wei, G. Li,* Z. Kan, J. Yang, H. Zhu, B. Wang,* H. Zhao,* Highly efficient thermoelectric air conditioner with kilo-Watt capacity realized by ground source heat exchanging system, iScience, 5, 104296 (2022).

2. Yuanyuan Zheng, Xue Han, Jiawei Yang, Yuanyuan Jing, Xinyi Chen, Qianqian Li, Ting Zhang, G. Li,*, Hangtian Zhu, Huaizhou Zhao, G. Jeffrey Snyder, Kun Zhang*, Durable, stretchable and washable inorganic-based woven thermoelectric textiles for power generation and solid-state cooling, Energy Environ. Sci., (2022).

3. Aditya S. Dutt, Kangfa Deng, G. Li,* Nithin B Pulumati, David Alberto Lara Ramos, Vida Barati, Javier Garcia, Nicolas Perez, Kornelius Nielsch, Gabi Schierning, and Heiko Reith*, Geometric Study of Polymer Embedded Micro Thermoelectric Cooler with Optimized Contact Resistance, Adv. Electron. Mater. 2022, 2101042.

4. K. Jia, C. Wang, X. Dong, N. Chen, J. Cong, G. Li,* H. L. Feng,* H. Zhao, Y. Shi*. Emergence of 1/3 magnetization plateau and successive magnetic transitions in Zintl phase Eu3InAs3.  Physical Review Research, 2021, PHYSICAL REVIEW RESEARCH 3, 043178 (2021).

5. G. Li,* J. Garcia Fernandez, D. Lara Ramos, V. Barati, N. Perez, I. Soldatov, H. Reith, G. Schierning, and K. Nielsch, “Integrated micro-thermoelectric coolers with rapid response time and high device reliability”, Nat. Electronics 1, 555, (2018, Cover page).

6. G. Li,* M. Yarali, A. Cocemasov, S. Baunack, D. Nika, V. M. Fomin, S. Singh, F. Zhu, A. Mavrokefalos and O. G. Schmidt, “In-Plane Thermal Conductivity of Radial and Planar Si/SiOx Hybrid Nanomembrane Superlattices”, ACS Nano 11, 8215−8222 (2017).

7.J. Guo, G. Li,* H. Reith, L. Jiang, M. Wang, Y. Li, X. Wang, Z. Zeng, H. Zhao, X. Lu, G. Schierning, K. Nielsch, L. Liao, and Y. Hu,* “Doping high-mobility donor–acceptor copolymer semiconductors with an organic salt for high-performance thermoelectric materials”,Adv. Electron. Mater. 2020, 1900945 (2020).

8. Q. Weng,* G. Li,* X. Feng, D. Golberg and O. G. Schmidt, “Electronic and optical properties of 2D materials constructed by light boron, carbon, nitrogen and oxygen elements”, Adv. Mater. 2018, 1801600 (2018).

9. G. Li, D. Liang, Richard L. Qiu and Xuan P. A. Gao, “Measurement of thermal conductivity of individual Bi2Se3 nano-ribbon by self-heating three-omega method”, Appl. Phys. Lett. 102, 043104 (2013).

10. G. Li, C. Jiang, Q. S. Zhu, and H. Sakaki, “Anisotropic transport of two-dimensional electron gas affected by the neighboring elongated GaSb/GaAs quantum dots”, Appl. Phys. Lett. 98, 032103 (2011).

目前的研究课题及展望


目前主要研究的课题有:微型热电器件的可集成化构筑及其在微区温控和能源收集等领域的应用;高效热电材料的电化学生长;薄膜热电材料的制备及表征;新型高效能锑化镁基热电材料的制备及器件构筑。

       主持的科研项目:国家自然科学基金面上项目(2022.01-2025.12);北京市自然科学基金面上项目(2022.01-2023.12);物理所仪器设备技术创新项目(2021.06-2023.06);中科院人才项目(2019.05-2025.05)。

       参与的研究项目:(1)科技部国家重点研发-变革性技术关键科学问题 “基于多重有序结构调控的低温区用高效低成本热电材料与新型器件”(2019.09-2024.08);(2)科技部国家重点研发-变革性技术关键科学问题 “面向宽温域功能器件的连续组分外延薄膜技术与材料” (2021.11-2026.11).

培养研究生情况


拟每年招收1-2名硕/博士研究生,欢迎有物理、材料、微电子等专业背景的考生报考。

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gdli@iphy.ac.cn