西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院秦勇

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秦勇，男，1976年5月出生，山东人，博士，西安电子科技大学教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授，首批中组部“万人计划”青年拔尖人才，国家“万人计划”中青年科技创新领军人才，优青，霍英东教育基金获得者，教育部新世纪优秀人才，甘肃省“五四青年奖章”获得者。担任中国青年科技工作者协会(青科协)第五届理事会常务理事、青科协材料专委会副秘书长、中国材料研究学会理事、中国材料研究学会青年工作委员会理事、中国材料研究学会环境材料分会理事、全国半导体材料与设备标准化技术委员会微光刻分委会委员、中国工程物理研究院国家能源新材料技术研发中心学术委员会委员、兰州大学学报编委、科技部863 项目评审专家、Nature Communications、Advanced Materials、Nano Letters、ACS Nano、Advanced Functional Materials、Energy &Environmental Science、Small、Nanoscale 等高水平学术期刊审稿专家。主要从事纳米能源技术、功能纳米器件与自供电纳米系统领域的研究，在传感器和纳米能源技术领域积累了较多的经验。在Nature、Nature Nanotechnology、Advanced Materials、Nano Letters、ACS Nano、Advanced Functional Materials等高水平学术期刊上发表SCI学术论文五十余篇，其中，影响因子10以上专业领域顶级学术期刊论文21篇，论文被引用3264次，单篇论文最高被引用836次。获得2项授权美国发明专利，8项授权中国发明专利。2009 年获得美国陶瓷学会授予的世界陶瓷研究领域年度最有价值贡献奖-Ross Coffin Purdy 奖。多次受邀在美国MRS春季会议等国际国内会议上做邀请报告。所做工作被英国《物理世界》评为2008年最好进展之一，引起国际广泛关注，BBC、VOA、CNN、NBC、PBS、《国家地理》、中央电视台新闻联播等多家国际权威新闻媒体对取得的科学成果进行了报道。


秦勇　教授
硕导或博导
博士学科：
硕士学科：　
工作单位：先进材料与纳米科技学院
联系方式
通信地址：
电子邮箱：qinyong@xidian.edu.cn
办公电话：
办公地点：

主持承担了解放军总装备部预研基金重点项目1项、预研基金一般性课题2项，国家自然科学基金面上项目2项，国家自然科学基金优青项目1项，教育部博士点基金1项、教育部霍英东教育基金1项。
主要研究方向
纳米能源技术，功能纳米器件与自供电纳米系统

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2018年1月12日，国际材料领域顶级学术期刊《ACS Nano》(期刊影响因子13.942)报道了西电材料学院的最新研究工作“Double-Channel Piezotronic Transistors for Highly Sensitive Pressure Sensing”，秦勇教授的一年级博士研究生刘书海同学为第一作者、西安电子科技大学材料学院为第一通讯单位。
      研究半导体器件中的界面现象和界面调控对于其在电子学和光电子学等领域的应用是非常重要的。利用压电特性与半导体特性间的耦合，压电电子学效应被认为是一种调控半导体器件界面能带的有效手段。在半导体器件中，利用压电效应产生的压电极化束缚电荷将改变材料界面处的自由载流子分布，从而引起能带弯曲，实现机械驱动信号对电输运信号的调控。这种器件通常被称为压电电子学晶体管（Piezotronic transistor），被广泛应用于人机界面、主动式传感器、主动式柔性电子学、微型机器人、智能电子签名、智能微纳机电系统以及能源技术等领域中，具有重要的应用前景。
      近年来，通过探索具有高压电系数的新型压电半导体材料或者采取表面改性等手段，压电电子学晶体管的压强灵敏度得到了快速地提升。但由于其传统结构中两端金属-半导体接触处产生的压电电势刚好相反，加上其具有三维立体结构，导致器件的压强灵敏度依然受到限制，并且可靠性有待提升。因此研发新型高灵敏、高可靠的压电电子学晶体管至关重要。
      在该工作中，在我校先进材料与纳米科技学院秦勇教授与中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士的共同指导下博士生刘书海、王龙飞博士和王政博士等人成功制备了具有平面结构的双通道压电电子学晶体管阵列。他们利用氧化锌片的六角结构，将氧化锌片自组装成一致取向的阵列。并通过柔性模板将氧化锌片阵列大规模转移到金属叉指电极上，使氧化锌片的同一个极性面同时与两个金属电极接触，得到一种同时具有高压强灵敏度和高可靠性的压力传感器。利用压电电子学效应对双肖特基势垒协同调控，该器件的压强灵敏度高达84.2~104.4 meV/MPa。除此之外，由于为共性面双通道同向调控，在一端接触失效的情况下，器件依然可以正常工作，因此该器件还具有较高的可靠性。
      相关链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b08447

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先进材料与纳米器件研究所致力于纳米发电机领域研究。近日，该研究所顾陇、刘金妹、崔暖洋、徐奇等青年教师在秦勇教授指导下，成功设计并制作出可大幅提高输出电流密度的压电纳米发电机。
       随着便携式电子设备、植入式医疗器件及无线传感器网络的快速发展，传统供能方式中电池容量和寿命有限且更换困难的问题日益凸显，因此人们迫切地需要发展便携、可持续和分散的能源来解决这些分布式电子器件的可持续性供电问题。针对这一问题，王中林院士团队于2006年提出了一种新的能量收集技术—压电纳米发电机（Piezoelectric Nanogenerator, PENG），它可将环境中广泛存在的机械能，例如机械振动、声波、风能、生物机械能等有效地转化为电能。相比传统的电磁发电技术，PENG具有重量轻、成本低和低频能量收集效率高等优点，因而引起了全世界的广泛关注。该技术的出现和快速发展为开发持续而稳定供能的微型电源提供了一个新的途径。

       截至目前，已有大量的研究工作通过选择具有高压电性能的材料例如BaTiO3、PbZr0.52Ti0.48O36等，以及设计有效的器件结构实现压电纳米材料的横向、径向或垂直集成来提高PENG的输出性能，其输出电压已提高至数百伏，足以满足日常生活中大多数电子设备的需求，但是其输出电流不足却一直限制着PENG的进一步发展和应用，而如何设计出一种具有超高电流密度的PENG是解决这一问题所面临的关键性挑战。
       该研究工作中，在秦勇教授的指导下，顾陇、刘金妹等青年教师刻苦攻关，根据Maxwell位移电流对PENG输出电流的决定性关系，成功地设计并制作出了一种具有三维插层电极的压电纳米发电机。该设计通过在压电材料内部构造出大量的电极-压电材料界面来成倍地增加表面极化电荷，利用三维插层电极的汇集作用将表面极化电荷诱导产生的位移电流叠加起来，从而大幅地提高PENG的输出电流密度。该器件的最大输出电流为329 μA，相应的电流密度达到290 μA cm-2，分别是已报道PENG和摩擦纳米发电机最高电流密度纪录的1.93倍和1.61倍。其表面电荷密度为1690 μC m-2，是已报道最高纪录的1.35倍。这项工作将有力推动纳米发电机的发展，并在实现自供电电子系统方面具有巨大潜力。