世界著名化学家

世界青年化学家——刘政

本文作者 漂泊

刘政教授,南洋理工大学副教授,他是二维材料的合成与应用领域的领军人物。他的主要研究方向为新型二维材料高质量晶体的气相合成、表征及应用,包括六方氮化硼(h-BN),氧化物,过渡金属硫化物(TMD,MoS2,WS2,MoSe2)等材料。他也对三元二维材料进行了研究。刘政教授团队在二维材料的纳米电子器件及储能器件的制造领域做出了突出贡献。作为二维材料研究的先驱者之一,他发表了超过140篇学术研究论文,其中包括16篇Nature、Science系列(Nature,Nature Materials,Nature Nanotechnology,Nature Communications和Science Advances),21篇Nano Letters,20篇Advanced Materials,12篇ACS Nano,被引频次超过12000次,H指数为48,有34篇论文获ESI高被引论文(1%)。相关工作被Science daily,Phy.org,EEE spectrum等多个知名学术网站报道,并被Nature Physics,Nature Nanotechnology,Chem Int Ed等期刊列为亮点。

 

经历

  • 2005年在南开大学取得理学学士学位;
  • 2010年在中国科学院国家纳米科学技术中心取得博士学位;
  • 2011-2013年在莱斯大学(Rice University)从事博士后研究,合作导师为Prof. Pulickel Ajayan;
  • 2013年进入南洋理工大学材料科学与工程系任教,任助理教授、副教授;

所获荣誉

  • 2013年Singapore National Foundation Research (NRF) Fellow
  • 2012年World Technology Award in Energy category

主要研究工作及学术成就

1、化学气相沉积法合成高质量的二维材料

刘政课题组通过熔融盐辅助的化学气相沉积法合成了47种二维TMDCs材料,其中包括32种二元化合物(基于过渡金属Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Re、Pt、Pd和Fe ),13种合金(包括三元、一元和一元),以及两种异质结构化合物,阐述了盐是如何降低反应物的熔点,促进中间产物的形成,提高总反应速率。同时提供了单层NbSe2和MoTe2样品中的超导性以及在MoS2和ReS2中的高迁移率的证据证明。该团队采用此方法合成的大多数材料的晶体质量都很高,为二维晶体材料开辟了无限前景。[1]

2、利用高质量二维材料制作纳米电子器件与储能器件

刘政课题组利用高质量的石墨烯、六方氮化硼、二硫化钼等二维材料制作了一系列的电子器件,如:场效应晶体管,P-N结,超级电容器,锂离子电池、低能耗电子器件以及光电转换器,乃至超导体材料。

 

 

3、超薄二维光催化剂

刘政课题组也对超薄二维光催化剂进行了研究,他们提出了对超薄二维光催化剂电子结构进行调整的方案,包括组分调整,厚度调整,掺杂和缺陷工程。为进一步提高其光催化性能,还提出引入外来组分与超薄2D结构杂化,例如量子点/ 2D材料,单原子/ 2D材料,分子/ 2D材料和2D-2D堆叠材料等。超薄二维光催化剂在水氧化,析氢,二氧化碳还原,固氮和有机合成等领域有着非常广阔的应用前景。

超薄2D TiO2光催化剂的制备过程[3]

代表性论文

[1]Lina Wang, Peng Hu, Yi Long, Zheng Liu and Xuexia He. (2017). Recent advances in ternary two-dimensional materials: synthesis, properties and applications. Journal of Materials Chemistry A, 5(44), 22855-22876.

[2]Chaoliang Tan, Lingzhi Zhao, Peng Yu, Ying Huang, Bo Chen, Zhuangchai Lai, Xiaoying Qi, Min Hao Goh, Xiao Zhang, Shikui Han, Xue-Jun Wu, Zheng Liu, Yanli Zhao, and Hua Zhang. (2017). Preparation of Ultrathin Two-Dimensional TixTa1-xSyOz Nanosheets as Highly Efficient Photothermal Agents. Angewandte Chemie International Edition, .

[3]Ilya Belopolski, Daniel S. Sanchez, Yukiaki Ishida, Xingchen Pan, Peng Yu, Su-Yang Xu, Guoqing Chang, Tay-Rong Chang, Hao Zheng, Nasser Alidoust, Guang Bian, Madhab Neupane, Shin-Ming Huang, Chi-Cheng Lee, You Song, Haijun Bu, Guanghou Wang, Shisheng Li, Goki Eda, Horng-Tay Jeng, Takeshi Kondo, Hsin Lin, Zheng Liu, Fengqi Song, Shik Shin & M. Zahid Hasan. (2016). Discovery of a new type of topological Weyl fermion semimetal state in MoxW1-xTe2. Nature Communications, 7(13643).

[4]Liu, F.; Zhu, C.; You, L.; Liang, S. J.; Zheng, S.; Zhou, J.; Fu, Q.; He, Y.; Zeng, Q.; Fan, H. J.,. (2016). 2D Black Phosphorus/SrTiO3‐Based Programmable Photoconductive Switch.. Advanced Materials, 28(35), 7768-7773.

[5]Fucai Liu, Lu You, Kyle L. Seyler, Xiaobao Li, Peng Yu, Junhao Lin, Xuewen Wang, Jiadong Zhou, Hong Wang, Haiyong He, Sokrates T. Pantelides, Wu Zhou, Pradeep Sharma, Xiaodong Xu, Pulickel M. Ajayan, Junling Wang, Zheng Liu. (2016). Room-temperature ferroelectricity in CuInP2S6 ultrathin flakes. Nature Communications, 7, 12357.

[6]Zhou, Jiadong, Junhao Lin, Xiangwei Huang, Yao Zhou, Yu Chen, Juan Xia, Hong Wang et al. “A library of atomically thin metal chalcogenides.” Nature 556, no. 7701 (2018): 355.

 

参考文献

  1. Zhou, Jiadong, Junhao Lin, Xiangwei Huang, Yao Zhou, Yu Chen, Juan Xia, Hong Wang et al. “A library of atomically thin metal chalcogenides.” Nature 556, no. 7701 (2018): 355.
  2. http://www3.ntu.edu.sg/home/z.liu/research.html
  3. Di J, Xiong J, Li H, et al. Ultrathin 2D Photocatalysts: Electronic‐Structure Tailoring, Hybridization, and Applications[J]. Advanced Materials, 2018, 30(1): 1704548.
  4. http://research.ntu.edu.sg/expertise/academicprofile/Pages/StaffProfile.aspx?ST_EMAILID=Z.LIU
  5. http://www.sztspi.com/archives/49470.html

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Peng Li

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