国家纳米科学中心中科院纳米标准与检测重点实验室戴庆

zilv

戴庆，国家纳米科学中心研究员，博士生导师 。2003-2007年在英国帝国理工大学电子工程系获得学士、硕士学位，2011年在英国剑桥大学工程系获得博士学位，之后在英国剑桥大学光电子研究中心从事低维纳米材料的光电特性及器件的博士后研究工作。2012年当选剑桥大学Wolfson学院Junior Research Fellow，同年5月加入国家纳米科学中心。2014年获得中科院卢嘉锡青年人才奖。目前主要从事纳米尺度光电调控与器件研究，电控光-基于石墨烯等离激元的新型纳米光子器件的构筑与性能调制，光控电-光辅助碳纳米管场发射的物理机制与高性能X光源设计等方面的研究工作。已在Nature Communications，Advanced Materials，Small，Nanoscale，Nanotechnology和Applied Physics Letters等国际学术期刊上发表论文40余篇，申请发明专利20余项。   
简历：
姓    名:戴庆        
性    别:男
职    务:无        
职    称:研究员
通讯地址:北京市海淀区中关村北一条11号
邮政编码:100190        
电子邮件:daiq@nanoctr.cn        
课题组主页：www.daiqlab.com
研究领域：
   1、石墨烯等离激元性质及相关二维纳米材料及异质结构的微纳光学性质研究；
   2、场发射X射线源；
   3、基于QCM动态血糖/体液离子检测系统的研发。
获奖及荣誉：
　　卢嘉锡青年人才奖；
　　剑桥大学Wolfson学院 Junior Research Fellow；
　　2010年度国家优秀自费留学生奖学金；

代表论著：
1.   Hai Hu, Baoxin Liao, Xiangdong Guo, Debo Hu, Xiaofen Qiao, Ning Liu, Ruina Liu, Ke Chen, Bing Bai, Xiaoxia Yang, Qing Dai*. Large‐Scale Suspended Graphene Used as a Transparent Substrate for Infrared Spectroscopy. Small, 2017. DOI:10.1002 / Small. 1603812
2.   Kim FookLee, Ying Tian, Kimmo Mustonen, Amos Martinez,Qing Dai, Esko I. Kauppinen, John Malowicki, Prem Kumar, Zhipei Sun. Photon-pair generation with a 100 nm thick carbon nanotube film. ADV MATER. 2017, Accepted.
3.   Chi Li; Zhenjun Li; Ke Chen; Bing Bai; Qing Dai*. Electrical Driven Light Emitting from A Tunneling Junction with Negative Resistance Effect. IEEE Journal of the Electron Devices Society，2017, DOI: 10.1109/JEDS.2017.2699673
4.   Chi Li , Zhenjun Li , Ke Chen , Bing Bai , Qing Dai*, Edge effect enhanced photo-thermionic emission from a carbon nanotubes array, Applied Physics Letters, 2017, 110: 93105
5.   Ruina Liu, Baoxin Liao, Xiangdong Guo, Debo Hu, Hai Hu, Luojun Du, Hua Yu, Guangyu Zhang, Xiaoxia Yang,* Qing Dai*. Study of graphene plasmons in graphene-MoS2 heterostructures for optoelectronic integrated devices. NANOSCALE, 2017, 9: 208-215
6.   Hai Hu, Xiaoxia Yang, Feng Zhai, Debo Hu, Ruina Liu, Kaihui Liu*, Zhipei Sun*, Qing Dai*. Far-field nanoscale infrared spectroscopy of vibrational fingerprints of molecules with graphene plasmons. Nat. Commun. 2016, 7:12334.
7.   Xiaoxia Yang, Feng Zhai, Hai Hu, Debo Hu, Ruina Liu, Shunping Zhang, Mengtao Sun, Zhipei Sun*, Jianing Chen*, and Qing Dai*. Far-field spectroscopy and near-field optical imaging of coupled plasmon-phonon polaritons in two-dimensional van der Waals heterostructures. ADV MATER. 2016, 28(15): 2931-2938
8.   Yibing Zhao, Hai Hu, Xiaoxia Yang*, Dongpeng Yan*, Qing Dai*. Tunable Electronic Transport Properties of 2D Layered Double Hydroxide Crystalline Microsheets with Varied Chemical Compositions. Small. 2016,12: 4471-4476
9.   Xiaoxia Yang, Zhenjun Li, Feng He, Mingju Liu, Bing Bai, Wei Liu, Xiaohui Qiu, Hang Zhou, Chi Li* , Qing Dai*. Enhanced Field Emission from a Carbon Nanotube Array Coated with a Hexagonal Boron Nitride Thin Film. Small. 2015, 11(30): 3710–3716
10. Hai Hu, Feng Zhai, Debo Hu, Zhenjun Li, Bing Bai, Xiaoxia Yang*, Qing Dai*. Broadly tunable graphene plasmons using an ion-gel top gate with low control voltage. Nanoscale. 2015, 7: 19493–19500
11. Xiang-Tian Kong, Bing Bai, and Qing Dai*. Graphene plasmon propagation on corrugated silicon substrates. OPT LETT. 2015, 40(1): 1-4
12. Xiang Liu，Nianze Liu, Mingju Liu, Zhi Tao, Wenjian Kuang, Xiangbing Ji, Jing Chen, Wei Lei*, Qing Dai*, Chi Li*, Xuehua Li， Arokia Nathan. Graphene nanomesh photodetector with effective charge tunnelling from quantum dots. Nanoscale. 2015, 7: 4242–4249
13. Zhenjun Li, Xiaoxia Yang, Feng He, Bing Bai, Hang Zhou, Chi Li*, Qing Dai*. High current field emission from individual nonlinear resistor ballasted carbon nanotube cluster array. CARBON. 2015, 89: 1-7
14. Xiang Liu, Xiangbing Ji, Mingju Liu, Nianze Liu, Zhi Tao, Qing Dai*, Lei Wei,*, Chi Li*, Xiaobing Zhang, Baoping Wang. High-Performance Ge Quantum Dot Decorated Graphene/Zinc-Oxide Heterostructure Infrared Photodetector. ACS APPL MATER INTER. 2015, 7: 2452−2458
15. Zhenjun Li, Bing Bai, Chi Li*, Qing Dai*. Efficient photo-thermionic emission from carbon nanotube arrays. CARBON. 2015, 96: 641– 646
16. Xiaoxia Yang , Xiang-Tian Kong , Bing Bai , Zhenjun Li , Hai Hu , Xiaohui Qiu* , Qing Dai *. Substrate Phonon-Mediated Plasmon Hybridization in Coplanar Graphene Nanostructures for Broadband Plasmonic Circuits. SMALL. 2015, 11(5): 591–596
17. Haider Butt*, Ali K. Yetisen, Rajib Ahmed, Seok Hyun Yun, Qing Dai. Carbon nanotube biconvex microcavities. Appl. Phys. Lett. 2015, 106: 121108
18. T. Kong, H. Butt*, A.K. Yetisen, C. Kangwanwatana, Y. Montelongo, S. Deng, F.D.C. Vasconcellos, M. M. Qasim, T.D. Wilkinson, Q. Dai*, Enhanced reflection from inverse tapered nanocone arrays, Appl. Phys. Lett., 2014, 105: 0531081-5
19. X.T. Kong, X.X. Yang, X.H. Qiu*, Q. Dai*, Plasmonic extinction of gated graphene nanoribbon array analyzed by a scaled uniform Fermi level, Opt. Lett., 2014, 39(6):1345-1348
20. X. Liu, X.X. Yang, M.J. Liu, Z. Tao, Q. Dai*, L. Wei*, C. Li*, X.B. Zhang, B.P. Wang, A. Nathan, Photo-modulated thin film transistor based on dynamic charge transfer within quantum-dots-InGaZnO interface, Appl. Phys. Lett., 2014, 104: 113501-5
21. A. Ahnood, H. Zhou*, Q Dai, Y Vygranenko, Y Suzuki, MR Esmaeili-Rad, G Amaratunga, A Nathan*, Vertical CNT-Si Photodiode Array, NANO LETT., 2013, 13(9): 4131-4136
22. Won, A. Palani, H. Butt, PJW Hands, R. Rajeskharan, Q. Dai, AA Khan, G. Amaratunga, H. Coles, T Wilkinson*, Electrically Switchable Diffraction Grating Using a Hybrid Liquid Crystal and Carbon Nanotube-Based Nanophotonic Device. ADV. OPT. MATER., 2013, 1(5): 368-373
23. Q. Dai, R. Rajasekharan, H.Butt, T.D. Wilkinson, Ultra-small microlens array based on vertically-aligned carbon nanofibers, Small, 2012, 8, 2501
24. Q. Dai, H. Butt, N.N. Lal, T.D. Wilkinson, J.J. Baumberg, G.A.J. Amaratunga, Metamaterial filter for the near-visible spectrum, Appl. Phys. Lett., 2012, 101, 083106
25. R. Rajasekharan, Q. Dai, H.Butt, K. Won, T.D. Wilkinson, G.A.J. Amaratunga, Optimization of nanotube electrode geometry in a liquid crystal media from wave front aberrations, Appl. Opt., 2012, 51 (4): 422
26. H. Butt, T. Butler, R. Rajesekharan, Q. Dai, S.G. Shiva-Reddy, T.D. Wilkinson, G.A.J. Amaratunga, Carbon Nanotube Based High Resolution Holograms, ADV MATER., 2012, 24: OP331
27. R. Rajasekharan, H.Butt, Q.Dai, G.A.J. Amaratunga, T.D. Wilkinson, Can nanotubes make a lens array? ADV MATER., 2012, 23: OP170
28. Q. Dai, H. Butt, R. Rajasekharan, T.D. Wilkinson, G.A.J. Amaratunga, Novel liquid crystal based microlens arrays with vertically-aligned CNFs arrays on quartz as electrodes, Nanotechnology, 2011, 22(11), 115201
29. Q. Dai,H. Butt, T.D. Wilkinson, G.A.J. Amaratunga, Enhanced reflection from arrays of silicon based inverted nanocones, Appl. Phys. Lett.,2011, 99, 133105
30. H. Butt, Q. Dai, R. Rajasekharan, T.D. Wilkinson, G.A.J. Amaratunga, Metamaterials waveguides based on high density arrays of carbon nanotubes, ACSNano, 2011, 5 (11): 9138
31. R. Rajasekharan, T. D. Wilkinson*, P. J.W. Hands, Q. Dai, Nanophotonic three dimensional microscope, Nano lett., 2011, 11(7): 2770
32. H. Butt, Q. Dai, P. Farah, T. Butler, T.D. Wilkinson, J.J Baumberg, G.A.J. Amaratunga, Metamaterial high pass filter based on periodic wire arrays of multiwalled carbon nanotubes, Appl. Phys. Lett., 2010, 97 (16): 163102
33. R. Rajesekharan, C. Bay, Q. Dai, J. Freeman, T.D. Wilkinson, Electrically reconfigurable nanophotonic hybrid grating lens array, Appl. Phys. Lett., 2010, 96 (23): 233108
34.     R. Rajasekharan, Q. Dai, T.D. Wilkinson, Electro-optic characteristics of a transparent nanophotonic device based on carbon nanotubes and liquid crystals, Appl. Opt., 2010, 49 (11): 2099
承担科研项目情况：
　　1.国家自然科学基金重大装备项目（项目编号：11427808）-“微焦点X射线实时成像系统研制”， 2015.1-2019.12，课题负责人。
　　2.国家重大科学研究计划（项目编号：2015CB932402）-“面向光信息处理功能的新型纳米等离激元器件研究，课题2：纳米光源和表面等离激元波导调控”，2015.1-2019.12，课题二负责人。
　　3.北京市科委项目-“碳纳米管冷阴极X射线发生器研制”，2016.6-2018.5，课题负责人。
　　4.国家自然科学基金面上项目（项目编号：51372045）-“碳基复合结构等离激元波导的构建与特性调控研究”，2014.1-2017.12，课题负责人。
　　5.中科院国际合作重点项目（项目编号：121D11KYSB20130013）-“金属石墨烯复合结构等离激元波导设计与研究” 2014.1-2016.12，课题负责人。

lushuida

日前，2018年度“中国科学院院长优秀奖”评选结果公布，国家纳米科学中心胡海同学和文耀同学获得“2018年度中国科学院院长优秀奖”。
　　胡海同学是2013级硕博连读研究生，指导老师为戴庆研究员。胡海同学在硕博期间主要从事基于石墨烯等离激元增强表面红外吸收的分子指纹探测研究，在Nature communications, Advanced materials, Advanced science, Small等国际重要学术期刊上发表SCI论文总计16篇，其中第一作者和共同第一作者文章4篇，申请发明专利11项，已授权2项, 获得国际会议优秀墙报奖2次，国内会议优秀报告奖1次。

erdingxi

国家纳米科学中心戴庆课题组Adv. Mater.: 基于纳米材料的超快场发射电子源

国家纳米科学中心戴庆课题组总结了这个新兴领域的现状。 作者首先简要回顾一下实现超快场发射的方法，包括电场驱动和强光场驱动。 然后综述了超场发射电子源研究现状，其中重点关注了金属纳米结构超快场发射电子源的发展，以及碳纳米管（CNT）超快场发射电子源的最新进展。 最后作者总结了有望用于超快电子源的新型材料体系。该成果以题为”Ultrafast Field-Emission Electron Sources Based on Nanomaterials”发表在Adv. Mater.上。

光波电子学和阿秒科学等新兴领域的快速发展，使同时具备高空间分辨和高时间分辨率的电子源已成为研究热点。纳米材料在超快场发射中体现出来的优势使其快速成为研究热点。在这篇综述中，作者回顾了基于各种纳米结构（例如，金属纳米尖端，碳纳米管等）的超快场发射电子源，除此作者还在综述中展望了许多纳米材料及其未来研究方向。

Ultrafast Field-Emission Electron Sources Based on Nanomaterials

(Adv. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adma.201805845)

dasaochu

报告题目：碳基超快光电子源
报告人：戴庆研究员, 国家纳米科学中心
时间：2021年01月21日15:30
地点：厦门大学化学楼234会议室


报告摘要：
超快电子源作为新一代国防、民用和科研装备中的“心脏”，决定了系统工作频率和响应速度，在高分辨雷达成像、深空通讯、超快电镜、自由电子激光器和高数据率处理等应用中发挥关键作用。
前期研究表明基于金属与半导体材料的电子源难以进一步提升响应速度（< 10 ps），因此发展下一代超快电子源必须寻求新的发射材料。以碳纳米管为代表的碳基纳米材料理论预测具有最高可达光频的电子发射速度，同时其特殊的电子能带结构和原子手性排列，在与光场驱动下展示出独特的超快光电发射机制和丰富的调控维度。然而碳管等新材料的超快电子发射性能依赖于对纳米尺度下超快光与物质相互作用的精确调控，现有的电致场发射理论和表征装备已不适用，急需在原子制造（材料）、超快光电子表征（装备）和含时强场理论模型（理论）等方面建立全新的研究体系，从而实现超快电子源在响应时间、能量散度和亮度等关键指标的数量级提升。


报告人简介：
戴庆，中科院特聘研究员，博士生导师。曾获第十五届中国青年科技奖和国家杰出青年科学基金资助。现任英国皇家化学会会士，军委科技委主题专家。2012年入选“国家特聘专家青年项目”并加入国家纳米科学中心。主要从事纳米光子材料与器件、光频相干电子源和基于QCM技术体外诊断系统等方向的研究工作。已在Nature Materials.、Nature Photon.、Nature Commun.、Adv. Mater.、Phys. Rev. Lett.等国际知名学术期刊发表SCI论文100余篇，相关成果被Nature等科学媒体高亮报道。申请国家发明专利39项，授权15项。作为执行主席举办了香山科学会议、ChinaNANO 光子学分会等高水平学术会议。现担任Nanoscale期刊副主编和Nature、Nature Materials等期刊的特约审稿人。

coco2017

2021年4月25日首届光学前沿高峰论坛暨2020年度中国光学十大进展颁奖典礼在杭州举行，量子纠缠光源、单分子荧光成像、金属钠等离激元等10项基础研究，激光聚变、光学雷达远距离成像、光谱气体检测等10项应用研究成功入选“2020年中国光学十大进展”。其中，国家纳米科学中心戴庆研究员课题组和北京大学高鹏研究员课题组合作关于“单层氮化硼声子极化激元的直接观测”的研究成果入选基础研究类十大进展。

　　该工作中，国家纳米科学中心戴庆课题组和北京大学高鹏课题组合作，将透射电镜与纳米光子学领域结合，利用透射电子显微镜中的电子能量损失谱直接探测到超高波长压缩的单层氮化硼声子极化激元，将光波长压缩超过487倍，为超表面设计和超强光与物质相互作用提供了重要的研究基础。
　　“中国光学十大进展”评选活动由中国激光杂志社发起，至今已成功举办15届，旨在促进中国优秀光学研究成果的广泛传播，推动中国光学事业的发展。
　　2020年中国光学十大进展揭晓：http://www.opticsjournal.net/col ... =PT21042600003LiOkR。

jia33

近日，美国光学学会（Optica，原名The Optical Society of America）公布了2022年美国光学学会会士名单，来自24个国家的106位专家当选，包括12位中国专家。国家纳米科学中心戴庆研究员因“在纳米尺度上限制和操控光方面的开创性贡献以及发展等离激元增强红外光谱技术“当选为美国光学学会会士（Optica Fellow）。
       Optica Fellow是美国光学学会授予该领域专家的最高学术荣誉。该学会成立于1916年，是世界光学领域权威的国际性学术组织，致力于促进光学和光子学知识的发展、应用及其在全世界范围的广泛传播。学会每年在国际范围内遴选在光学领域有卓越成就和领导能力的学者授予Fellow称号，以表彰他们对光学和光子学的发展做出的重大贡献。

daka

1月10日，“2022 中国光学领域十大社会影响力事件（Light10）”年度榜单出炉。其中，国家纳米科学中心戴庆研究员团队与合作者实现纳米尺度光操控，入围榜单。该研究大幅提高了光子的精确操控水平，为设计亚波长纳米光学器件和进一步实现片上光电互联功能提供了重要基础。
        纳米尺度的光电融合是未来高性能信息器件的必然趋势，如何在原子尺度对光波精准操控是其中最关键的科学问题。为此，戴庆课题组与合作者构建了高质量的石墨烯/α相氧化钼异质结，实现了极化激元等频色散轮廓的拓扑转变，打破了声子极化激元传输受材料晶向限制的瓶颈。进一步利用宽度仅有1.5μm二氧化硅平面透镜，实现了极化激元的纳米聚焦和无衍射渠化传输。这项研究利用极化激元实现纳米尺度光的操控，未来有望应用于纳米尺度光电融合与器件集成等诸多领域。相关成果发表于Nature Nanotechnology，韩国科学技术高等研究院的Min Seok Jang教授在同期发表的新闻和评述文章里评价该工作突破了传统声子极化波受限于晶格结构而难以调控的难题，为极化波解锁了重要的调控功能，对将来实现纳米成像、光学传感和纳米级能量操纵等应用意义重大。
       2022中国光学领域十大社会影响力事件（Light10）是中国科技期刊卓越行动计划领军期刊Light: Science & Applications携手中国科学报社旗下科学传播旗舰品牌科学网推出的年度榜单。该评选旨在寻找中国光学领域的那些高“光”时刻，向不断在科学领域深耕、探索、突破的每一位科学家致敬！
       相关链接：
       https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/1/492339.shtm

haotianqi

2月17日，何梁何利基金2021和2022年度颁奖大会在北京举行，2021和2022年度何梁何利基金科学与技术奖共授予112名杰出科技工作者。国家纳米科学中心戴庆研究员荣获2022年度何梁何利基金“科学与技术创新奖”。

        戴庆，中科院特聘研究员，博士生导师，获第十五届中国青年科技奖和国家杰出青年科学基金资助。主要从事纳米材料光子性能调控与器件研究，聚焦探索利用纳米材料的表面波（极化激元）作为媒介实现高效光电互联的新路径。近五年以通讯作者身份在Science、Nature、Nature Mater.、Nature Nano.、Nature Photon.等国际知名学术期刊发表SCI论文30余篇。
       何梁何利基金由香港爱国金融家何善衡、梁銶琚、何添、利国伟于1994年创立，旨在奖励中国杰出科学家，服务于国家现代化建设。29年来，共遴选奖励1526位杰出科技工作者，成为我国社会力量创建科技奖项的成功范例，为激发我国科技发展的活力、培养自主创新人才发挥了积极作用。

tianliang

对极端时空尺度上的动态过程进行探索，对于推动科学技术的发展具有重要意义。在微观领域，大部分运动过程都是超快的，尤其在原子级空间尺度上，超快过程可以达到飞秒甚至阿秒的持续时间。鉴于超快表征技术对于科学和技术的进步起到了基础性的作用，今年的诺贝尔物理学奖颁发给了与阿秒光脉冲相关的科研成果。相比于超快光脉冲，超快电子脉冲在展现高时间分辨力的同时，在高空间分辨力上也表现出了优越性，因此被视为有可能超越阿秒光脉冲的下一代超快表征技术。
电子源的单色性对于同时实现高时间-空间分辨至关重要。然而，电子与光场之间的强烈相互作用导致激发电子占据能级分布较宽。这使得依赖传统金属纳米结构的超快电子源产生显著的能散（>600meV）。为解决这一难题，戴庆研究团队提出将碳纳米管作为超快电子源材料，以替代传统金属纳米结构。在之前的研究中，他们已经利用碳纳米管的尺寸效应和量子效应，实现了低能量色散（0.25eV）(Advanced Materials, 2017, 29(30): 1701580) 和40次方极端非线性超快电子发射(Nature Communications, 2019, 10(1): 4891)。在此基础上，戴庆研究团队于近期成功在碳管尖端构建出双势垒结构，这种独特结构可以同时支持共振隧穿发射和单电子发射(Advanced Materials, 2023, 3, 2300185)。
        最新的研究工作中，戴庆团队利用直径约为2nm的单壁碳管作为发射体，成功实现了超快共振隧穿单电子发射（如图1）。首先，他们利用含时第一性原理理论（TDDFT）进行模拟，发现在碳管管帽和管体之间可以形成一个耗尽层势垒，其与真空势垒共同形成双势垒结构，因此碳管的零维管帽可以作为电子共振腔，同时支持共振隧穿和库伦阻塞效应。

图1. (a) 碳纳米管超快电子发射示意图。(b) TDDFT计算结果显示，在碳管尖端可以形成一个耗尽层势垒。

          然后，他们通过温度控制载流子浓度，从而实现了对尖端双势垒结构的精细调控。因此，他们得以成功观测到激光诱导的负微分电阻（NDR）现象，证明了共振隧穿效应。同时负阻峰的峰距可调，暗示了管帽中存在能级重整，因此可以支持库伦阻塞调控的单电子发射机制。
          同时，他们还观察到了NDR峰的劈裂现象，TDDFT模拟证明这种现象是由于静态场和激光场的共同作用引起的两个简并量子态的Stark劈裂。这表明可以进一步微调量子化能级，实现更加可控的电子发射。通过能级劈裂程度并结合含时第一性原理计算，可以估计电子发射能散大约为57meV，比金属低一个数量级。利用碳纳米管独特的原子结构，有望实现接近时间-能量不确定性原理限制的超快相干电子源，它有可能使得电子探针同时具有亚埃级的空间分辨率和飞秒级的时间分辨率，这对于包括阿秒电子显微镜（attosecond electron microscopy）在内的许多科学和技术应用具有重要意义。
         该研究工作由国家纳米科学中心的戴庆研究员和李驰研究员团队主导，合作单位包括中国科学院物理研究所的孟胜团队，北京大学的刘开辉团队，南京大学的万贤纲团队，以及国防科技大学的戴佳钰、王小伟团队。相关研究成果作以Coherent ultrafast photoemission from a single quantized state of a one-dimensional emitter为题发表在Science Advances杂志上。上述研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。
         论文链接：https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adf4170