南京理工大学材料学院曾海波

xinghuangse

曾海波，南京理工大学纳米光电材料研究所所长、教授、博导。2006年博士毕业于中科院固体物理所，曾工作于中科院、德国、日本，先后获得首届国家优秀青年基金(2012年)、安徽省科学技术一等奖(2013年)，现主持科技部973项目课题、国家自然科学基金等项目，担任南京理工大学学术委员会委员、Elsevier出版社《Current Applied Physics》编辑等学术兼职。长期从事光电信息材料与器件研究，包括低维半导体计算设计、超薄半导体及其应用、半导体量子点LED等光电器件。共发表SCI论文120余篇，第一与通讯作者论文60余篇，《纳米快报》、《先进材料》、《德国应化》等影响因子10以上论文20余篇；获SCI引用4500余次，最高555次，ESI高引论文15篇。纳米光电材料研究所，主要面向信息与能源应用需求，从事新型半导体材料与光电器件研究，欢迎有志于科学研究与新产品开发的材料、物理、化学、电子及光学专业的学生及国内外青年研究人员加入.
联系方式：zeng.haibo@njust.edu.cn
研究所网页：http://ion.njust-smse.com

小组成员：
宋继中博士（量子点LED与光探测器）
张胜利博士（低维半导体计算模拟）
宋秀峰博士（二维半导体材料生长）
严仲副博士（二维半导体光晶体管）
张树芳博士（太阳能电池）
石晓琴博士（量子点光探测器）
顾宇博士（等离子体光学）
陈军博士（量子点激光合成）
邹友生博士（电致色变材料与器件）

研究平台：材料学院四楼
计算服务器
材料合成实验室
器件制作超净间
基本光电测量实验室
光探测器测试系统
晶体管测试系统
LED测试系统
电池测试系统
所主持项目：
国家重大科学研究计划(973)
国家自然科学优秀青年基金
教育部博导专项科研基金
江苏省高层次创新创业人才引进计划

教育背景
2003.09－2006.06，中科院固体物理所，凝聚态物理，博士。
2000.09－2003.07，湖北大学，应用数学，硕士。
1996.09－2000.07，湖北师范学院，物理学，本科。
工作履历
2013.01－ 至  今，南京理工大学，纳米光电材料研究所所长、教授、博导。
2011.10－2012.12，南京航空航天大学，教授、博导。
2008.07－2011.10，日本国立材料科学研究所，JSPS研究员。
2007.05－2007.08，德国卡尔斯鲁厄大学，访问学者。
2006.06－2011.09，中科院固体物理所，助理研究员。
学术/社会兼职
南京理工大学学术委员会委员
中国材料研究学会纳米材料与器件分会理事
江苏省颗粒学会常务理事及青年工作委员会副主任
Taylor & Francis出版社《Materials Research Letters》编辑
Elsevier出版社《Current Applied Physics》编辑

研究领域/概况
本研究所面向信息与能源领域重大应用需求，聚焦半导体材料关键科学问题，开展新型光电材料的设计、合成、性能研究，以及各类功能元器件探索，包括LED、光探测器、阻变存储器、太阳能电池、超级电容器、锂离子电池等。主要研究方向如下：
低维半导体设计与特性模拟
原子厚度半导体及光电器件
新型量子点LED与光探测器
奖励与荣誉
霍英东教育基金会优秀青年教师奖（2014）
江苏省六大人才高峰计划（2012）
安徽省科学技术一等奖（2012）
首届国家自然科学优秀青年基金（2012）
江苏省高层次创新创业人才计划（2011）
日本学术振兴会海外特别研究员（2009）
中国百篇最具影响国际学术论文（2008）

学术成果
论文发表概况：
发表SCI论文110余篇，通讯作者60余篇，SCI引用4500余次，《Nano Letters》等影响因子10以上期刊论文20余篇。
详见http://www.researcherid.com/rid/B-1406-2009
主要研究成果：
在国际上率先理论设计了新型超薄二维半导体砷烯、锑烯(Angew 2015, 54, 3112)，Nature等15个学术媒体评论其“具有蓝光器件应用前景”；
在国际上首次观察到白石墨烯绝缘体-半导体转变(NL 2010, 10, 5049)，NPG Asia Materials评论为“白石墨烯的升起”，获SCI他引250余次；
提出了氧化锌蓝色发光间隙锌缺陷态模型(AFM 2010, 20, 561)，单篇论文SCI他引近600次，同行评论“为设计与实现白光LED提供了新思路”；
实现了碳点高效固态发光与背光源白光LED(Angew 2015, 54, 1759)，ChemistryViews等评论为“低成本环境友好的荧光粉与白光LED”;
发展了系列n型掺杂氧化锌纳米晶打印柔性透明电极(Angew 2015, 54, 462)，被NanoWerk评论为“同期最佳性能”；
实现了铜纳米线弹性电极稳定性的1000多提提高(NL 2014, 14, 6298)，被NanoWerk等亮点评论为“超稳定的弹性电极”。


代表性论文：
1,         Shengli Zhang, Zhong Yan, Yafei Li, Zhongfang Chen, Haibo Zeng,* Atomically Thin Arsenene and Antimonene: Semimetal-semiconductor and Indirect-direct Band Gap Transitions, Angewandte Chemie International Edition 2015, DOI: 10.1002/anie.201411246. (IF: 13.7, Citations: 0)
Selected as Journal Cover and Hot Paper;
Highlighted by Nature,
http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7534/pdf/517246c.pdf;
Highlighted by NanoWerk, http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=38681.php;
Highlighted by ChemistryViews,
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/7241602/As_and_Sb_Monolayers_as_2D_Semiconductors.html;
Highlighted by MaterialsViews, http://www.materialsviewschina.com/2015/01/15239/
2,         Jizhong Song, Sergei A. Kulinich, Jianhai Li, Yanli Liu, Haibo Zeng,* A General One-Pot Strategy for the Synthesis of High-Performance Transparent-Conducting-Oxide Nanocrystal Inks for All-Solution-Processed Devices, Angewandte Chemie International Edition 2015, 54, 462-466.
Selected as Back Cover;
Highlighted by NanoWerk, http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=38639.php
3,         Xiaoming Li, Yanli Liu, Xiufeng Song, Hao Wang, Haoshuang Gu, Haibo Zeng,* Intercrossed Carbon Nanorings with Pure Surface States as Low-Cost and Environment-Friendly Phosphors for White-Light-Emitting Diodes, Angewandte Chemie International Edition 2015, 54, 1759-1764.
Highlighted by ChemistryViews,
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/6915471/Low-Cost_Nontoxic_White_LEDs.html;
Highlighted by NanoWerk, http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=38220.php
4,         Xiaoming Li, Haibo Zeng,* Carbon/graphene dots for optoelectronic device applications: a review, Advanced Functional Materials 2015, Invited.
5,         Xiaoming Li, Yanli Liu, Jizhong Song, Jiayue Xu, Haibo Zeng,* Mechanism for dopant-facilitated self-assembly of MgZnO nanocrystals: concentration-dependent surface grafting, Advanced Functional Materials 2015, Reviewing.
6,         Zheng Yang, Xincun Dou, Shengli Zhang, Linjuan Guo, Baiyi Zu, Zhaofeng Wu, Haibo Zeng,* Interface-Modulation Boosting Ultra-sensitive Schottky Sensors Towards Trace Nitro-explosives, Advanced Functional Materials 2015, DOI: adfm.201501120.
7,         Wenting Wu, Liying Zhan, Weiyu Fan, Jizhong Song, Xiaoming Li, Zhongtao Li, Ruiqin Wang, Jinqiang Zhang, Jingtang Zheng, Mingbo Wu, Haibo Zeng,* Cu-N Dopants Boosting Electron Transfer and Photooxidation Reaction of Carbon Dots, Angewandte Chemie International Edition 2015, DOI: 10.1002/anie.201501912 and 10.1002/ange.201501912.
8,         Jizhong Song, Haibo Zeng,* Nanocrystal-ink-printed transparent electrodes for flexible, stretchable and wearable smart devices: a mini-review, Angewandte Chemie International Edition 2015, DOI: 10.1002/anie.201501233R1 and 10.1002/ange.201501233R1.
9,         Zhigang Li, Yu Gu, Yanping Li, Shangshen Fang,* Zhaorong Yang, Yuheng Zhang, Haibo Zeng,* Hemi-shell Arrays Harvesting Light on Ultra-Broad Band, Advanced Optical Materials 2015, doi:10.1002/adom.201500096.
10,     Huijie Zhao, Xiufeng Song, Haibo Zeng,* 3D white graphene foam scavengers: vesicant-assisted foaming boosts high yields and hierarchical pores for super-strong pollutant removal applications, NPG Asia Materials 2015, doi:10.1038/am.2015.8.
11,     Xiaoming Li, Lianfu Jiang, Haibo Zeng,* 3D Integrating large specific surface area and high conductivity in hydrogenated NiCo2O4 double-shell hollow spheres to improve supercapacitors, NPG Asia Materials 2015, 7, e165-e173.
12,     Jizhong Song, Jianhai Li, Jiayue Xu, Haibo Zeng,* Superstable transparent conductive Cu@Cu4Ni nanowire elastomer composites against oxidation, bending, stretching, and twisting for flexible and stretchable optoelectronics, Nano Letters, 2014, 14(11), 6298-6305. (IF: 12.9, Citations: 10) Highlighted by NanoWerk, http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=38282.php
13,     Jizhong Song, Sergei A. Kulinich, Jian Yan, Zhigang Li, Jianping He, Caixia Kan, Haibo Zeng,* Epitaxial ZnO Nanowire-on-Nanoplate Structures as Efficient and Transferable Field Emitters, Advanced Materials, 2013, 25, 5677-5825. (IF: 15.4, Citations: 40) Selected as Inside Front Cover, Highlighted by MaterialsViews
14,     Haibo Zeng,* Xiwen Du, Subhash C. Singh, Sergei A. Kulinich, Shikuan Yang, Jianping He, Weiping Cai, Nanomaterials via laser ablation/irradiation in liquid: A review (invited review), Advanced Functional Materials, 2012, 22, 1333-1353. (IF: 10.4, Citations: 110)
15,     Haibo Zeng,* Guotao Duan, Yue Li, Shikuan Yang, Xiaoxia Xu, Weiping Cai, Blue luminescence of ZnO Nanoparticles Based on Nonequilibrium Process: Defect Origins and Emission Controls, Advanced Functional Materials, 2010, 20, 561-572. (IF: 10.4, Citations: 575) 2nd most-cited among 3000 2010-2014 AFM papers
16,     Haibo Zeng,* Chunyi Zhi, Zhuhua Zhang, Xianlong Wei, Wanlin Guo, Yoshio Bando, Dmitri Golberg, “White” graphene: Boron Nitride Nanoribbons via Boron Nitride Nanotube Unwrapping, Nano Letters, 2010, 10, 5049-5055. (IF: 12.9, Citations: 260) Highlighted by Nature-Asia Materials, http://www.natureasia.com/asia-materials/highlight.php?id=832, and by NanoWerk, http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=18902.php
17,     Haibo Zeng,* Yoshio Bando, Ujjal K. Gautam, Tianyou Zhai, Xiaosheng Fang, Dmitri Golberg, Template Deformation-Tailored ZnO Nanorod/Nanowire Arrays: Full Growth Control and Optimization of Field-Emission, Advanced Functional Materials, 2009, 19, 3165-3172. (IF: 10.4, Citations: 150)
18,     Haibo Zeng,* Weiping Cai, Peisheng Liu, Xiaoxia Xu, Huijuan Zhou, Claus Klingshirn, Heinz Kalt, ZnO-based Hollow Nanoparticles by Selective Etching: Elimination and Reconstruction of Metal-semiconductor Interface, Improvement of Blue Emission and Photocatalysis, ACS Nano 2008, 2, 1661-1670. (IF: 12.1, Citations: 310) Selected by “Top 100 Most Cited Chinese Papers in 2008”
19,     Haibo Zeng, Weiping Cai, Jinlian Hu, Guotao Duan, Peisheng Liu, Yue Li, Violet photoluminescence from shell layer of Zn/ZnO core-shell nanoparticles induced by laser ablation, Applied Physics Letters 2006, 88, 171910-171912. (IF: 3.8, Citations: 150)
20,     Haibo Zeng, Weiping Cai, Yue Li, Jinlian Hu, Peisheng Liu, Composition/Structural Evolution and Optical Properties of ZnO/Zn Nanoparticles by Laser Ablation in Liquid Media, Journal of Physical Chemistry B, 2005, 109, 18260-18266. (IF: 3.7, Citations: 250) 1st most-cited among Laser-Ablation-in-Liquid research papers

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二硫化钛纳米片的非线性光学研究及超快光子学的应用

当今，在石墨烯的推动下，二维材料的层状结构特征，使其在光电子技术方面成为具有无限应用价值的材料。然而，石墨烯吸收系数较弱，满足不了一些需要较强的光-物质相互作用方面的需求。另一方面，TiS2作为一种典型的过渡金属硫化物，具有优异的导电性和稳定性，已被广泛应用于电池电极，光热治疗和光电探测器等。对于层状二维材料TiS2非线性光学的研究报道较少。

深圳大学张晗教授团队与南京理工大学曾海波教授团队合作，在少层TiS2纳米片的超快光子学方面的研究取得重要进展。研究人员通过胶体化学方法制备了具有均匀形态、小尺寸分布的少层二硫化钛纳米片。 经过飞秒激光Z扫描系统测试，发现二硫化钛纳米片具有从400nm到1930nm的宽带非线性光学响应。尽管与石墨烯同为零带隙结构的二维材料，实验表明，当层数约为10层时，二硫化钛在通信波段处具有比石墨烯（6.2％）更高的调制深度（18％）。并且实验测得的饱和强度为（9.91±0.32）MW/cm2，也高于石墨烯0.61 MW/cm2的强度。为了进一步验证其特性及推广二维材料的应用领域，研究人员设计了两种形式的二硫化钛纳米片非线性光子学器件，即带尾纤的可饱和吸收体结构和微纳光纤复合结构。根据实验需求，将前者应用于超短脉冲锁模光纤激光器中，实现了中心波长为1569.5 nm，1.04 ps脉宽的优质锁模脉冲序列的稳定输出。后者则创造性的，利用同样的吸收机理，实现了脉冲传输过程中噪声抑制效果，即全光阈值。实验证明，基于少层的二硫化钛纳米片的全光阈值器件可以将脉冲的信噪比由1.9 dB提升至10.68 dB，并保持80分钟内稳定工作。研究结果表明，二硫化钛具有优越的超快光子学特性。

该项工作已作为正封面论文发表于Advanced Optical Materials（DOI：10.1002/adom.201701166）上。

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根据Rec.2020国际标准对显示色调的精准要求，针对钙钛矿绿色发光的精准调控难题，南京理工大学光电显示与能源材料研究所，新型显示材料与器件工信部重点实验室曾海波教授团队在Advanced Functional Materials上在线发表了题为“Room-Temperature Ion-Exchange-Mediated Self-Assembly toward Formamidinium Perovskite Nanoplates with Finely Tunable, Ultrapure Green Emissions for Achieving Rec. 2020 Displays”的文章，报道了室温离子交换组装法，实现了FAPbBr3纳米片绿色发光在Rec.2020国际标准要求的525-535nm波段的精细调控，实现了“最绿”的高效纯色发光，对超高清显示应用有一定意义。

在这个工作中，作者提出了一种离子交换诱导二维钙钛矿自组装的合成机理。首先通过反溶剂辅助再沉淀的方式合成Ruddlesden-Popper型二维钙钛矿。由于这种二维钙钛矿本身具有二维层状结构，所以在再沉淀过程中不需要额外的调控就能自发实现各向异性生长，从而获得Ruddlesden-Popper型二维钙钛矿纳米片。这些纳米片充当模板，随后通过一个可控阳离子交换反应将模板中的有机大离子取代成甲脒离子。与有机大离子不同的是，甲脒离子对应于一个理想的钙钛矿结构容忍因子，所以能将模板中原本被有机大离子分隔的[PbBr6]八面体单层沿垂直方向组装成纯相FAPbBr3纳米片。

重要的是，由于甲脒和有机大分子之间的尺寸差异，这种离子交换诱导自组装过程会造成一个大约6倍的较大的c轴收缩，原则上可以将纳米片厚度调控的精度提高6倍，从而实现更加精准的绿色发光调控。所以，虽然通过再沉淀合成的二维钙钛矿模板具有一定的厚度分布，转换成FAPbBr3纳米片之后该厚度分布会急剧缩小，从而抑制FAPbBr3纳米片发光光谱的尺寸宽化，既能提高发光纯度（半高宽），又能更加精准调控色调（峰位）。

通过简单调控二维钙钛矿模板的前驱体浓度，就可以有效调节二维钙钛矿模板的平均厚度。前驱体浓度越小，再沉淀的过程中形核点越少，相应的模板纳米片的尺寸和厚度也会越大；前驱体的浓度越大，再沉淀的过程中形核点越多，相应的模板纳米片的尺寸和厚度越小。又通过上述厚度窄化现象，二维钙钛矿模板的厚度变化传递到FAPbBr3纳米片时会减弱，从而实现FAPbBr3纳米片光谱的精细调控。通过在一个较大的范围内简单调节二维钙钛矿模板的前驱体浓度，可以最终实现FAPbBr3产物的荧光峰在525nm-535nm目标窗口内的精细调控，同时实现半高宽小于25nm以及高达85%的荧光效率。

将FAPbBr3纳米片应用于背光显示后，作者实现了（0.170, 0.757）的最优绿光色坐标，该色坐标覆盖了接近95%的Rec.2020绿光色域，是目前钙钛矿领域内最“绿”的背光型发光。该工作可能会推动基于钙钛矿纳米晶的低成本、广色域背光LED的产业化应用。

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近日，国家自然科学基金委员会正式公布了2017年度国家杰出青年科学基金资助名单。经过通讯评议、现场答辩、网上公示和评审委员会评定等多个环节，我校曾海波教授申报的“新型显示发光半导体与发光器件”项目获得资助，成为我校在信息学部“信息功能材料与器件”领域的第一位“杰青”。


国家杰出青年科学基金项目设立于1994年，该基金对已取得突出成绩的45周岁以下的青年学者进行资助，支持自主选择研究方向开展创新研究，旨在促进青年科学技术人才的成长、吸引海外人才，培养造就一批进入世界科技前沿的优秀学术带头人。目前“杰青”获得者大多成为各自领域内的权威专家和学术带头人，并逐步发展成为我国科学事业发展的领军人物。


我校长期致力于高层次人才队伍与高精尖创新平台的建设，近年来实施的“紫金学者”、“紫金之星”青年教授、学科实验室等已成为南京理工大学特色。曾海波教授2013年受聘我校“紫金学者”，并创建了纳米光电材料研究所，逐步建立健全“信息显示材料学”前沿交叉创新团队。该团队已拥有国家杰青、##计划、万人计划、长江学者、紫金学者和“紫金之星”青年教授等一批高层次人才；承担国家重点基础研究发展计划(973)课题、国家重点研发计划课题等一批国家重要项目，研究成果为国际同行所瞩目。2016年获批“新型显示材料与器件”工信部重点实验室，已成为我校一流学科群建设中“目标探测与感知”方向的重要单元。本次曾海波教授获批“杰青”资助，标志我校基础研究人才队伍建设不断加强，为光电功能材料方向进一步发展打下较强的基础。


曾海波，国家杰出青年基金获得者，现任我校材料科学与工程学院副院长、教授、博士生导师、新型显示材料与器件工信部重点实验室主任。长期从事半导体量子点与钙钛矿发光显示研究，在Nature  Comm.、Adv.  Mater.等发表SCI论文200余篇，ESI高引论文35篇，SCI引用11000余次；2010年提出了氧化锌量子点蓝色发光缺陷态机制，已获引用1000余次；2015年发展了全无机钙钛矿红绿蓝LED，被同行在Science、Nature等评价为“first”、“developed”、“initiated”、“opened”。两年来单篇引用400余次，已成为新型显示领域中的前沿热点方向，获得了中国照明学会“LED首创奖”金奖。

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锑烯(Antimonene)是一种具有基本带隙和理想稳定性的新型半导体，最近已经通过实验实现。然而，晶圆级单晶锑烯的外延生长仍然是一项艰巨的挑战。南京理工大学曾海波等人选择Cu（111）和Cu（110）作为基底，通过分子束外延（MBE）制造高质量的单晶锑烯。表面合金在Sb沉积和后退火后在两个基底上自发形成，这两个基底显示出具有不同晶格常数的三重和双重对称性。增加覆盖率产生了两种原子类型的锑烯的外延生长，两者都呈现六方晶格但具有显著的晶格常数差异。研究结果还揭示了应变诱导的可调带隙致，在不同基底上外延生长锑烯的电子性质可以通过基底诱导的应变和应力来调节。

Niu, T., Zhou, W., Zhou, D., Hu, X., Zhang,S., Zhang, K., Zhou, M., Fuchs, H., Zeng, H. Modulating Epitaxial Atomic Structure of Antimonene through Interface Design. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201902606

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902606

xinsheng

二维磷烯、二维砷烯、二维锑烯、二维铋烯作为一类二维单质材料，以其独特的结构和优异的电子性能引起了科学界的广泛关注，而将单质晶体调整为双元素晶体能够保持其独特结构的优势，调节其性能，并进一步扩展其多功能应用。

近日，南京理工大学的曾海波教授课题组和深圳大学的张晗教授课题组合作综述了二维第五主族二元材料研究现状和未来前景，介绍了它们的各种有趣的电子性质，包括能带结构、载流子迁移率、拉什巴效应和拓扑状态，重点说明了它们在制备方法和潜在应用方面的进展，最后详细介绍了二维第五主族二元材料未来发展的机遇和挑战。
Shiying Guo, Yupeng Zhang,Yanqi Ge, Shengli Zhang, Haibo Zeng, Han Zhang. 2D V-V Binary Materials: Statusand Challenges. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201902352
https://doi.org/10.1002/adma.201902352