中国科学院率先行动百人计划青年俊才（c类）候选人

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1、中国科学院率先行动“百人计划”青年俊才（C类）候选人备案表单位名称：中国科学院金属研究所联系人：刘宇翔联系电话：024-23971503电子邮件：yxliu@imr.ac.cn候选人姓名张莉莉性别女出生年月1985年10月年龄32证件名称身份证证件号码220681198510030161联系电话0045-52696573电子邮件llqingk@gmail.com全职到岗工2017年9月执行年限2017年9月至2022年8月作时间中国科学院获博士学中文中文材料学中国金属研究所博士位国别获博士学位InstituteofMetal学位单位Materials获博士学2014年7英文Re

2、search,Chinese专业英文Science位时间月AcademyofSciences中文丹麦技术大学中文博士后招聘前工作招聘前单位岗位英文TechnicalUniversityofDenmark英文Postdoc招聘岗位项目研究员学习、工作经历起止时间学习、工作单位职务2004.09-2008.07湖南大学本科生2008.09-2014.07中国科学院金属研究所博士研究生2014.08-至今丹麦技术大学/TechnicalUniversityofDenmark博士后/postdoc学习、工作经历不连续的原因无。主要学术成果（列举1-3项具有突出创新思想的研究成果，可扩展

3、）申请人主要从事纳米碳材料的可控制备及其生长机理的原位透射电镜研究。单壁碳纳米管具有纳米尺度直径和大长径比、可调的带隙、高载流子迁移率等独特结构和性能特点，因而被认为是构建纳电子器件和光电子器件的理想材料。然而通常制备得到的样品均为不同原子结构和导电属性碳纳米管的混合体，这极大地限制了其在电子器件中的实际应用。因此，发展可控生长单壁碳纳米管的有效方法，深入理解相关控制生长机理对碳纳米管的基础研究和实际应用具有重要意义。针对以上问题，申请人利用化学气相沉积（CVD）法和原位透射电子显微镜（TEM）研究平台，以设计调控催化剂的组分、结构、状态等为出发点，结合生长动力学因素的调节，揭

4、示了催化剂形核碳纳米管的活性及碳纳米管生长终结的机制，提出了碳纳米管连续生长的必要条件；首次实现了利用非金属催化剂可控制备金属性及半导体性单壁碳纳米管；原位调控贵金属Pt在氧化镁载体上的原子排列，制备得到了新型单原子层量子点，及其与石墨烯量子点的复合结构。取得的具体成果如下：1.通过对非金属催化剂的结构和成分调控，实现了金属性和半导体性单壁碳纳米管的控制制备，并构建出无金属残留的全碳晶体管器件。近期研究发现，高温稳定性好的非金属及低碳溶解度的金属催化剂也具有催化生长碳纳米管的活性，且具有可控性好的优点。非金属催化剂生长碳纳米管的机制不同于传统的金属催化剂，因而有必要探索、设计可

5、有效控制生长碳纳米管的非金属催化剂并研究相关机理。申请人以二氧化钛纳米颗粒、氮化硼纳米纤维为催化剂，实现了对碳纳米管形貌、直径等的调控，进一步验证了其气-固-固催化机理。相关工作发表在Carbon55:253-259(2013)及Sci.Rep.2:971(2013)上。在此基础上，通过调控非金属SiOx纳米颗粒的大小及氧/硅比等，实现了高纯度、无金属杂质金属性/半导体性单壁碳纳米管的可控制备，进而分别以半导体性和金属性单壁碳纳米管为晶体管的沟道材料和源漏电极制备出全碳纳米管薄膜晶体管器件。该工作通过调控SiOx催化剂的化学组分以改变其表面能，进而实现金属性/半导体碳纳米管的选

6、择性生长，为结构和性能可控的单壁碳纳米管制备提供了新思路。所构建的全碳纳米管薄膜场效应晶体管具有较高的开关比及载流子迁移率；同时，因为该器件中不含有任何金属杂质，有效提高了器件在苛刻条件下（如高温、高湿等）工作的稳定性和持久性。该工作已申请专利一项（中国发明专利，申请号：201310233507.7），主要内容发表在Adv.Mater.1605719(2017)上。图1以半导体性单壁碳纳米管为沟道材料、金属性碳纳米管为电极的全碳纳米管薄膜晶体管。2.利用环境电子显微镜技术，原位研究了催化生长碳纳米管的动态过程。首次提出了催化剂以切向生长模式为前提，多次形核碳纳米管的活性机理。直

7、接验证了催化生长碳纳米管的形核与生长终结模式。长期以来，碳纳米管的生长终结机制鲜被研究报道，通过后续显微观察等表征方法，研究者通常将碳纳米管的生长终结归因于碳包覆引起的催化剂中毒或熟化团聚引起的催化剂长大。尽管原位显微观察为纳米材料研究提供了有力手段，但目前在TEM下生长特定结构的单壁碳纳米管仍未能实现，尤其对小尺寸碳纳米管、催化剂及其结构关联的同步表征更为困难。环境电子显微镜的腔体可以作为纳米材料合成的化学反应器，而且该反应过程中的物质结构变化可被高分辨率地表征和记录。近年来，申请人利用环