浙江工业大学材料科学与工程学院胡晓君

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胡晓君，女，教授、博导、材料科学与工程学院副院长、浙江省青年科技工作者协会副会长、浙江省材料研究学会理事、浙江省女科技工作者协会理事。长期在金刚石薄膜等低维超硬功能材料、纳米碳材料和计算材料学等方面开展工作，探索金刚石薄膜等材料的掺杂新方法及光电性能，致力于获得新颖的光电器件。主持国家自然科学基金重点项目、国家国际科技合作项目、国家重点研发计划项目子课题、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划等科研项目14项。在APL, Carbon, Nanoscale等国内外期刊发表论文70余篇；以第一发明人授权发明专利17项，受理发明专利13项，其中国际专利1项。作为大会主席主办金刚石薄膜及其功能器件国际研讨会4次，发起首届海峡两岸金刚石薄膜及其功能器件研讨会；担任2016年新金刚石及纳米碳材料国际会议组委会成员、河南省功能金刚石研究中心学术委员会委员、行业杂志《超硬材料工程》和《金刚石与磨料磨具工程》编委。在国内外会议中多次做邀请报告、担任分会场主席。


教师简介
姓名： 胡晓君
学历/职称： 教授
所在岗位： 实验中心主任、金属材料教工支部书记
联系方式： 88320392
研究领域： 半导体金刚石薄膜材料、超硬低维功能材料、纳米光电薄膜材料
人才层次：
浙江省高校中青年学科带头人   2013
教育经历：
1999/09～2004/01 上海交通大学材料科学与工程学院获博士学位
2004/05～2006/09 浙江工业大学化学工程与材料学院讲师
2006/09～2011/09 浙江工业大学化学工程与材料学院副教授
2007/03～2008/09 香港城市大学博士后研究（Research Fellow）
2011/09~至今 浙江工业大学化学工程与材料学院教授
2013/01~至今 浙江工业大学化学工程与材料学院教授 博导
科研项目：
2014.4-2017.3 国家国际科技合作项目：项目名称保密 (项目负责人，2014DFR51160，238万元)
2010.1-2012.12 国家自然科学基金面上项目：磷离子注入制备高电导率n型纳米金刚石薄膜的研究(项目负责人，50972129，35万元)
2012.1-2013.12 国家自然科学基金委-中俄合作交流项目(NSFC-RFBR)：磷离子注入纳米及微晶CVD金刚石薄膜的制备、微结构和电学性能研究(项目负责人，51211120188，9 万元)
2007.01-2009.12 国家自然科学基金青年基金项目：氧离子注入制备高质量低电阻率n 型金刚石薄膜的研究(项目负责人，50602039，24 万元，已结题)
2010.01-2012.12 浙江省钱江人才计划项目:高催化活性纳米硼掺杂金刚石薄膜电极的制备 (项目负责人，2010R10026，10万元)
2010.01-2011.12 留学回国人员科技活动项目择优资助：硼氧共掺杂n型金刚石薄膜的微结构与电学性能研究(项目负责人，1万元)
2013.06入选浙江省中青年学科带头人。
2006 年12 月获浙江省科协“育才工程”资助。
2005 年列入“浙江省151 人才工程”第三层次。
2004 年被评为浙江工业大学首批青年学术骨干。
主要论文目录：
1. X.J. Hu*, J. S. Ye,  H. Hu,  X. H. Chen, Y. G. Shen, Phosphorus ion implantation and annealing induced n-type conductivity and microstructure evolution in ultrananocrystalline diamond films, Appl. Phys. Lett. 99, 2011, 131902
2. X.J.Hu*, J.S. Ye, H.J. Liu, Y.G. Shen, X.H. Chen, H. Hu, n-type conductivity and phase transition in ultrananocrystalline diamond films by oxygen ion implantation and annealing, J. Appl. Phys. 109, 2011, 053524
3. X.J. Hu, Y.G. Shen, The roles of grain boundary and interfacial energies in the grain growth of nanocomposite films, Appl. Phys. Lett., 94, 2009, 093111 (IF: 3.977)
4. X.J. Hu, Z.J. Liu, Y.G. Shen, Mechanisms of amorphous-phase-dependent grain growth in two-phase nanocomposite films: A Monte Carlo analysis, Appl. Phys. Lett., 92, 2008, 021910 (IF: 3.977)
5. S. S. Gu, X. J. Hu*, Enhanced p-type conduction of B-doped nanocrystalline diamond films by high temperature annealing, J. Appl. Phys. 114, 2013, 023506
6. X. J. Hu*, N. Li, Oxygen ion implantation enhanced Si-V photoluminescence and n-type conductivity of ultrananocrystalline diamond films, Chin. Phys. Lett. 30(8), 2013, 088102  
7. A.V. Khomich, R.A. Khmelnitskii, X.J. Hu, A.A. Khomich, A. F. Popovich, I.I. Vlasov, V.A. Dravin, Y.G. Chen, A.E. Karkin, V.G. Ralchenko, Radiation damage effects on optical, electrical, and thermophysical properties of CVD diamond films, Journal of Applied Spectroscopy, 80 (5), 707-714, 2013
8. X.J. Hu*, X. H. Chen, and J. S. Ye, The roles of hydrogen in the diamond/amorphous carbon phase transitions of oxygen ion implanted ultrananocrystalline diamond films at different annealing temperatures, AIP Advances 2, 2012, 042109
9. X.J. Hu, J.S. Ye, S. Mariazzi, R.S. Brusa, A Positron annihilation study on the defect properties of doped diamond films, Thin Solid Films, 516, 2008, 1699-1702 (IF: 1.666)
10. X.J. Hu, R.B. Li, H.S. Shen, Y.B. Dai, X.C. He, The electrical and structural properties of boron and phosphorus co-doped diamond films, Carbon, 42 (8-9), 2004, 1501-1506 (IF: 3.120)
11. X.J. Hu*, J.S. Ye, H.J. Liu, H. Hu, X.H. Chen, The influences of oxygen ion implantation on the structural and electrical properties of B-doped diamond films, Diamond and Related Materials, 20, 2011, 246-249
12. X.J. Hu, Y.G. Shen, X.P. Hao, B.Y. Wang, The structural properties of B-O codoped diamond films, Diamond & Related Materials, 18, 2009, 210 (IF:1.788)
13. X.J. Hu, Y.H. Lu, Y.G. Shen, The grain size distribution in nanocomposite films, Solid State Communications, 149, 2009, 903. (IF:1.66)
14. X.J. Hu, J.S. Ye, Q.S. Lu, G.Q. Zheng The structural properties of O and B-O ion implanted diamond films, The society of photo-optical instrumentation engineering (SPIE), 6984, 2008, 69840Q （ISTP）
15. X.J. Hu, J.S. Ye, G.Q. Zheng, H.Z. Cao, H.C. Tan, The influences of oxygen ion implantation on the electrical and structural properties of diamond films, Chinese Physics 15(9), 2006, 2170-2174, (IF:1.497)
专利：
1. 胡晓君，一种n型纳米金刚石薄膜及制备方法，中华人民共和国国家知识产权局, ZL200910155306.3, 中国, 2009/12/16. 已授权。
2. 胡晓君*，刘会君，一种硼掺杂纳米金刚石薄膜及制备方法，专利申请号：201010295654.3
3. 胡晓君, 一种高迁移率n型纳米金刚石薄膜及制备方法，申请号：201210594869.4，申请日：2012年12月31日
参加的学术会议：
1. X.J. Hu*, High mobility n-type ultrananocrystalline diamond films by ion implantation and annealing, Boston, USA, 2013. 12. 1-6, 邀请报告，并担任分会“S: Diamond Electronics and Biotechnology---Fundamentals to Applications VII”和分会“SS: Nanowires and Nanotubes---Novel Materials, Advanced Heterostructures, Doping and Devices”的主席。
2. X.J. Hu, n-type doping of ultrananocrystalline diamond films by ion implantation, IUMRS-ICEM2012,   2012. 9. 23-28, Yokohama, Japan,口头报告
3. X.J. Hu*, X.H. Chen, H.Hu, S.S. Gu, The Raman spectroscopy studies on the oxygen ion implanted ultrananocrsytalline diamond films, The 2nd International Conference on Frontiers of Plasmonics (FOP2), 2012. 4.7-11, Chengdu, China, poster
4. X.J. Hu, n-type conductivity and microstructure evolution of ultrananocrystalline diamond films induced by ion implantation and annealing, International Conference on Nanoscience & Technology, Beijing, China 2011. 9.7-9.9,poster
5. X.J. Hu, H. Hu, X.H. Chen, n-type conductivity in oxygen ion implanted nanocrystalline diamond films, The 3rd IEEE International Nanoelectronic Conference (INEC 2010), Hong Kong, 2010.1.3-8 (口头报告)
6. X.J. Hu, H.J. Liu. J.P. Pan, n-type conductivity in phosphorus ion implanted nanocrystalline diamond films. The 4th international new diamond and nanocarbon conference (NDNC2010), Suzhou, China. 2010.5.22-26 (口头报告)
7. X.J. Hu, X.H. Chen, H. Hu, Phase-transition-dependent n-type conduction in oxygen ion implanted ultrananocrystalline diamond films. The 8th Cross-Strait Workshop on Nano Science & Technology (第8届海峡两岸纳米科学与技术会议) Hong Kong. 2010.12.19-22 (poster presentation)
8. 项目组与上海大学王林军教授共同承办中俄双边学术会议Bilateral Chinese-Russian scientific seminar “Trends and challenges in chemical vapor deposition of diamond: processes, properties, and advanced applications”, 2010.12.27-28, 会议地点：浙江工业大学 杭州。胡晓君口头报告：The doping of nanocrystalline diamond films: microstructure, electrical and electrochemical properties.
9. X.J. Hu, Y.G. Shen, X.P. Hao, B.Y. Wang, The structural properties of B-O codoped diamond films, The 2nd international conference of New Diamond and Nano Carbon, Taipei, Taiwan, 2008, 5.29-6.1 (口头报告)。
10. X.J. Hu, J.S. Ye, Q.S. Lu, G.Q. Zheng The structural properties of O and B-O ion implanted diamond films, The society of photo-optical instrumentation engineering (SPIE), 6984, 2008, 69840Q, (Mar. 11, 2008) （ISTP 收录）
11. A.V. Khomich, R.A. Khmelnitskii, N. A. Poklonski, A.A. Khomich, A.A. Averin, I.I. Vlasov,  V.G. Ralchenko, A.E. Karkin, X.J. Hu, A. A. Shiryaev, O.N. Poklonskaya, N.M. Lapchuk, Ion beam amorphization of diamond, 4th International conference on radiation interaction with material and its use in technologies, Kaunas, LITHUANIA, MAY 14-17, 2012, 346-349, 2012
12. J. Guo, X.J. Hu, Y.H. Lu, and Y.G. Shen, Microstructure Evolution of nc-TiN/a-(C, CNx) Nanocomposite Films with Different Amorphous Phase Amounts, oral presentation in Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science May 23-26, 2013, Taiwan, published in Procedia Engineering 00 (2013) 000-000. (7 pages)
13. J. Guo, Y.H. Lu, X.J. Hu, and Y.G. Shen, Two-phase nc-TiN/a-(C,CNx) Nanocomposite Films: A HRTEM and MC Simulation Study, poster presentation in Powders and Grains 2013, Sydney, Australia, 8-12 July 2013, published in AIP Conference Proceedings, 1542 (2013) 97-100. 7th International Conference on Micromechanics of Granular Media (Powders and Grains) 会议地点: Sydney, AUSTRALIA 会议日期: JUL 08-12, 2013
14. 胡晓君，氧离子注入对金刚石薄膜微结构和力学性能的影响, 第三届中国金刚石与相关材料及应用学术研讨会论文集2009，大连，2009.7.12-2009.7.15（口头报告）
15. 胡晓君，硼氧离子共注入金刚石薄膜的微结构特性，第11 届固体薄膜会议，浙江大学硅材料国家重点实验室，杭州，2008 年10月19-22日（口头报告）
16. 胡晓君，纳米金刚石薄膜的离子注入掺杂, 第七届中国金刚石与相关材料及应用学术研讨会, 2013，厦门，2013.7.29-2013.08.01（口头报告）

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2018年11月30日，由学院胡晓君教授主持的国家国际科技合作项目2014DFR51160顺利通过了科技部国际合作司委托浙江省科技厅组织的技术验收。北京大学工学院侯仰龙教授担任验收专家组组长，专家组成员由中国有色桂林矿产地质研究院吕智教授级高级工程师，北京工业大学材料科学与工程学院王金淑教授，中材人工晶体研究院黄存新教授级高工，中科院宁波材料技术与工程研究所汪爱英研究员，厦门致力金刚石科技股份有限公司吕永安高级工程师和复旦大学材料科学系崔晓莉教授组成。浙江省科技厅国际合作处张宇环主任，学校科学技术研究院王亚军副院长，学院陶新永副院长参加了验收会。
      验收会上，张宇环主任介绍国合专项特点、宗旨、目标、重点工作等有关情况，提出验收工作要求及应完成的任务等；宣布专家组名单、组长及验收程序，并委托专家组侯仰龙组长主持验收工作。

随后项目负责人胡晓君教授汇报项目执行情况并做总结报告。该项目自2014年立项以来，积极开展科研工作，完成了项目的研究内容，取得了较好的研究结果。发表论文17篇，其中SCI论文14篇（TOP1区期刊9篇），授权发明专利12项。引进以Konov教授为首的外籍智力专家团队， 团队中Khomich教授获得2016年浙江省西湖友谊奖。培养青年教师3名，博士后1名，博士生4名，硕士生16名。

验收专家查阅相关资料，考察研究平台和成果，进行了质询与交流。经过验收评价和综合评估，专家组对胡晓君团队所取得的成绩给予了充分肯定和高度评价，一致同意通过验收。

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浙江工业大学材料科学与工程学院胡晓君教授团队研究成果以“Diamond formation mechanism in chemical vapor deposition”为题于2022年4月13日被最新一期美国国家科学院院刊《PNAS》在线报道。浙江工业大学为论文的唯一通讯单位，学院胡晓君教授为唯一通讯作者，团队成员蒋梅燕博士和陈成克博士为共同第一作者。
        金刚石不仅可以制作光彩夺目的珠宝，也是未来光电子器件的重要基础材料。与天然钻石的稀缺一样，人造金刚石的获取也十分困难！人造金刚石的制造通常需要高温高压，且大面积制备存在巨大挑战，这极大地限制了其广泛应用。
       学院先进材料研究中心胡晓君教授团队关注到在金刚石薄膜的化学气相沉积过程中，与石墨相比处于热力学亚稳态的金刚石能够在低压下形成，其独特的形成机制可能蕴藏着一种合成大面积金刚石的方法。然而，化学气相沉积的生长环境复杂，难以实现原位表征，因此探明该沉积过程中金刚石的形成机制一直是一个亟待解决的难题。
       针对这个关键的机理性问题，胡晓君教授团队利用缓慢生长的方法“复原”了化学气相沉积金刚石的生长过程。发现金刚石的形成经历了纳米金刚石基体——竖立石墨烯初步生长——石墨烯长大弯曲成针状石墨——石墨消失恢复纳米金刚石基体的循环往复过程(如图)；并采用多种表征手段证明了化学气相沉积过程中金刚石是由石墨低压下相变而成，颠覆了“碳原子直接堆积形成金刚石结构”的传统观念；气氛中的氢、氧和单分散钽原子在低压石墨/金刚石相变中起关键作用。该结果为基于石墨在常压下制备大面积金刚石提供了理论基础，也为理解其它具有 sp2 和 sp3 电子构型的材料的生长机制提供了一个新角度。

▲石墨烯-金刚石循环生长及石墨转变为金刚石示意图

       该工作得到国家自然科学基金联合重点项目(U1809210)、国家重点研发计划项目(2016YFE0133200)、国家国际科技合作计划项目(2014DFR51160)、浙江省重点研发计划一带一路国际合作项目(2018C04021)、国家自然科学基金项目(50972129、50602039、11504325、52002351、 52102052)和浙江省自然科学基金项目(LQ15A040004、LY18E020013、LGC21E020001)资助。
     《美国国家科学院院刊》是美国国家科学院的官方学术周刊，主要出版前沿研究报告、述评、综述、前瞻、学术讨论会论文等，是全球最负盛名的基础科学领域的学术杂志之一。
     文章链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2201451119