2021年4月22日，爱思唯尔（Elsevier）正式发布2020年“中国高被引学者”（Chinese Most Cited Researchers）榜单。我院2位学者上榜，其中潘安练教授在物理学领域入选。

爱思唯尔（Elsevier）“中国高被引学者”榜单以Scopus数据库作为中国学者科研成果统计的来源，分析中国学者的科研成果表现。自2015年首发，至2021年已是第七次发布，受到国内外众多媒体和学者的高度关注。本次国内共有来自373所高校、科研机构、企业的4023位学者入选，覆盖了教育部10个学科领域、84个一级学科。其中湖南大学共有34位学者入选。

材料科学与工程学院潘安练教授主持完成的“低维半导体材料的能带结构与光子特性调控”项目荣获国家自然科学奖二等奖。

原子薄的二维过渡金属双硫化物(TMDCs)具有优异的物理性能，在光电子器件领域具有广泛的应用前景。然而，由于TMDCs具有丰富的缺陷和强的多体效应，其荧光量子产率(PLQY)很低。近日，湖南大学潘安练等多团队合作，采用直接物理蒸汽法生长了WO3-WS2双层异质结构， 其单层WO3小片附着在大面积单层WS2表面。光学表征表明，双层WO3-WS2异质结构的PLQY可达到11.6%，高于物理气相沉积生长方法(PVD-WS2)得到的WS2单层膜的两个数量级，是机械剥落WS2 (ME-WS2)层的13倍，是目前报道直接生长的TMDCs材料PLQY的最高值。作者进一步通过时间分辨光学实验研究了荧光增强机理。

Biyuan Zheng, Weihao Zheng, Ying Jiang, Anlian Pan*, et al. WO3-WS2 Vertical Bilayer Heterostructures with High Photoluminescence Quantum Yield. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b03453

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b03453

新一代光电芯片将光子作为信息载体，具有能耗低、速度快、带宽大等优势，有望突破传统电子器件尺寸持续缩小所面临的功耗及带宽瓶颈，满足社会飞速增长的信息需求。在单个微纳光电器件（例如光源、光波导、光探测）的基础上进行片上集成是面向新型光电芯片的重要步骤。其中高性能纳米尺度光开关和光调制器件的实现是系统集成的关键。与硅基光电器件相比，直接带隙低维半导体纳米结构（纳米线，纳米带）具有高的发光效率和强的光与物质相互相互作用，是构建微纳尺度光调制、光开关器件的理想材料。然而，之前报道的纳米结构电光开关基于传统的半导体带边电光吸收调制机制，存在高的调制电压，较低的调制深度及有限的调制波长范围等问题。因此，发现新的调控机理，实现高性能纳米尺度光调制、光开关器件是低维半导体光电器件集成中亟待解决的重要问题。

近期，湖南大学集成光子材料与器件研究团队潘安练教授、王笑教授提出基于声子辅助的电场调控光学跃迁方法，在微纳尺度半导体电光开关与光逻辑器件方面取得了重大进展。研究团队一方面利用CdS纳米带中声子参与的光学跃迁上转换过程，拓展了跃迁吸收边调制的波长范围，获得更宽的器件工作波长；另一方面通过电场调控CdS纳米带中的吸收带尾态，有效共振增强了单个或多个声子的吸收效率，在低的工作电场下获得更大的调制深度。基于此，研究团队实现了低电压，宽带，超高开关比的纳米尺度电光开关（图1a），并进一步在多纳米结构集成器件中实现非门、与非、或非等逻辑功能（图1b）。这些半导体纳米结构光开关和光逻辑器件的实现为低维半导体光电器件的片上集成打下了重要基础。

相关工作以“Phonon-Assisted Electro-Optical Switches and Logic Gates Based on Semiconductor Nanostructures”为题，发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201901263)上，单正平博士和胡学鹿博士为论文共同第一作者。

金松&潘安练JACS：一种会发多色光的钙钛矿！

金松联合潘安练课题组通过溶液法外延生长，制备垂直堆叠的二维双异质和多层异质结构钙钛矿((PEA)2(MA)n-1PbnI3n + 1)。这些异质结构呈现原子级清晰的界面并显示出不同的特征光致发光。研究结果表明，由于自然I型带对齐，更高能带隙的内部能量转移（更低的n值）到更低带隙（更高的n值）钙钛矿层。利用表面结合的配体作为空间障碍防止异质结内离子迁移。这为制造钙钛矿-钙钛矿异质结提供了新的策略。这些高光谱纯度，多色发射的异质结有望用于发光应用。

Fu Y, et al. Multicolor Heterostructures of Two-Dimensional Layered Halide Perovskites that Show Interlayer Energy Transfer[J]. Journal of the American Chemical Society,2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b07843

https://doi.org/10.1021/jacs.8b07843

潘安练教授团队：微纳世界我做主

自然科学类部省级一等奖获得者

      你能想象，在只有一根头发丝万分之一的微纳米空间尺度，对半导体材料和器件做到可控的制备和加工吗？潘安练教授和他的集成光电材料与器件研究团队就在从事这项研究与应用，简单的说就是在一个微观的世界里对半导体实现精准控制。其团队成果《低维半导体纳米结构能带调控和集成光电器件应用》获2017年度湖南省科学技术一等奖。

      低维半导体结构是新一代集成光电器件和新型光电互联集成芯片技术实现的基本结构和功能单元。低维半导体结构光电应用的关键是通过半导体能带调控构建高质量半导体异质结。
      “我们这项技术实现不同功能半导体材料在纳米尺度的组合，让半导体做到尺寸更小、精度更高、性能更强。”微纳结构物理与应用技术湖南省重点实验室主任潘安练教授介绍说，该项目在国际顶级期刊上发表SCI论文113篇，论文被美国科学院院士杨培东等在国际知名刊物上引用2321篇次，申请发明专利6项，在国内外学术会议上作邀请报告31次。

      潘安练一直从事新型信息功能材料的可控制备和性能调控等方面研究。针对新一代半导体集成光电核心技术，他打造了一个国际一流的集成光学研究平台，组建成了一支极具创新和特色的研发团队——集成光电材料与器件研究团队。

      这一团队的核心成员都有着海外求学经历，平均年龄35岁的他们涉及了包括化学、电子、材料等不同学科。在德国从事物理基础研究九年的王笑教授，就是因为潘安练的一席话毅然来到岳麓山下。

      跨界组合的八年，潘安练领衔的集成光电材料与器件研究团队，不断取得前沿重要突破，成为该领域一支不可忽视的重要力量。他希望能为我国在新型光电互联芯片技术领域积累核心技术，赶超国际一流、抢占国际制高点。

段镶锋/潘安练CSR综述：低维硫族化合物半导体纳米结构中的组分调控

低维异质结构在信息，传感和能源相关技术中具有潜在的应用，段镶锋和潘安练团队开发了一种简单有效的源材料蒸气压切换的CVD法，以获得低维硫族化合物半导体纳米结构。通过有效的生长策略在三种不同的结构系统（纳米线、纳米带和2D原子晶体）对硫族化合物实现精确的成分调制，以构建单纳米和异质结构。硫族化合物异质结构的生长控制：横向外延与垂直叠加。此方法可产生大量的异质结构，不仅表现出化学成分的梯度分布，还表现出清晰的界面，可通过实时成分控制实现硫族化合物异质结构的尖锐界面组成分布。对于每个结构系统，基于所得材料，对其纳米结构在纳米电子和光电子器件中的新应用进行了讨论。

Li H, Wang X, Zhu X, et al. Composition modulation in one-dimensional and two-dimensional chalcogenide semiconductor nanostructures[J].  Chemical Society Reviews,2018.

DOI: 10.1039/C8CS00418H

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/cs/c8cs00418h#!divAbstract

奖    项： 2017年度湖南省自然科学一等奖
成果名称：低维半导体纳米结构能带调控和集成光电器件应用
完成单位： 湖南大学
完成人员： 潘安练，段曦东，李洪来，庄秀娟，张清林，朱小莉