近日，国际材料研究学会联盟（IUMRS, International Union of Materials Research Societies）在官方网站正式公布了2021-2022年“前沿材料青年科学家奖”获奖名单。我校材料学院刘锴副教授获此殊荣。
         国际材料研究学会联盟是1991年由美国、中国、欧洲、日本等国家的材料学会联合发起成立的国际学术组织，旨在促进全球范围内跨学科的材料科学研究和教育事业，目前已有14个会员国家学会。“IUMRS前沿材料青年科学家奖”旨在奖励全球范围内在材料与应用领域做出重大贡献和影响的青年科学家，每年度在全球范围内仅评选6人。受疫情影响，2021年和2022年获奖者一并在2022年5月27日-31日举办的国际前沿材料大会（ICFM 2022）上颁发奖励。
         刘锴副教授自2015年加入材料学院开展独立研究以来，致力于二维原子晶体、碳纳米管等低维材料及其异质结构的界面性质、智能器件和极端环境应用研究，2021年获得长聘职位。至今共发表学术论文110余篇，授权美国和中国发明专利50余项；近五年来作为通讯作者在Adv. Mater.、Nature Commun.、Science Adv.、Adv. Funct. Mater.、Nano Lett等期刊上了发表了一系列具有重要影响的研究论文。获国际材料研究学会联盟前沿材料青年科学家奖、中国材料研究学会科学技术奖一等奖（第1完成人）、全国百篇优秀博士学位论文等重要奖励。担任中国材料研究学会青年委员会理事，SmartMat、Chin. Phys. Lett.、Chin. Phys. B等期刊青年编委，J. Electron. Sci. Technol.执行编委。在国内外重要学术会议上做邀请报告30余次。
          相关链接：https://iumrs-ho.org/recipients-of-iumrs-fmsa-fmysa-2022

清华大学材料学院刘锴课题组利用激光直写设计了基于二维过渡金属硫/氧化物横向异质结(NbS2-Nb2O5-NbS2)的高性能传感器。该方法利用激光局部加热氧化金属性NbS2一步实现了具有优异电学接触的由金属性NbS2电极和Nb2O5沟道所构成的异质结器件，既有效增强了电学信号又避免了沟道表面污染。此外，不同于传统的氨气传感机理，该传感器依赖于氨气与沟道表面吸附水分子作用后解离出的OH-对其表面电导的调控，从而实现了高灵敏度的室温氨气传感性能(ΔR/R = 80%, 50 ppm)，优于前人所报道的基于二维材料的室温氨气传感器。同时，基于沟道表面吸附水的导通机制，该传感器还可作为一种新型的正温度系数器件，其正温度系数可达15%–20%/°C。此外，基于此异质结的柔性传感器同样表现出了优异的传感性能，在可穿戴电子器件方面具有重要应用价值。这项成果以“Direct laser patterning of two-dimensional lateral transition metal disulfide-oxide-disulfide heterostructures for ultrasensitive sensors”为题发表在Nano Research上，并被选为封面文章，论文第一作者为清华大学材料学院博士生王博伦。

2019自然科学基金项目-激光加热氧化二维材料法制备超薄氧化物及其异质结
批准号        51972193       
项目负责人        刘锴       
依托单位        清华大学
资助金额        60.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

清华刘锴团队：二氧化钒的相变特性、性能调控及应用前景

4月16日，清华大学材料学院刘锴副教授团队与合作者在国际材料科学领域知名学术期刊《今日材料》（Materials Today）上在线发表长篇综述文章《二氧化钒物性及应用的最新进展》（Recent progresses on physics and applications of vanadium dioxide）。研究系统评述了二氧化钒（VO2）材料的相变特性、性能调控及应用前景，以及近十几年来二氧化钒材料研究领域新的进展及面临的挑战。

二氧化钒是一种强关联材料，自1959年被发现以来就因独特的金属-绝缘体相变及伴随的结构相变而受到广泛的关注。其金属-绝缘体相变温度约为68摄氏度，非常容易达到，且在相变时电导率、光学吸收率、介电常数、晶格常数等均发生显著的变化。

二氧化钒金属-绝缘体相变对应的晶格结构变化、能带结构变化及电阻率变化

二氧化钒的电子结构相变与晶格结构相变通常耦合在一起并同时发生，因此在其相变机理方面存在长期的争议。近年来材料合成技术、计算模拟技术以及超快光学表征技术的发展让人们对二氧化钒材料的相变过程有了很多新的认识。

该文章从二氧化钒材料基本的晶格结构、电子结构、磁性性质的研究出发，细致探讨了二氧化钒的相变机制及其动态过程，以及应力、缺陷、掺杂等因素对相变的影响，总结了二氧化钒薄膜和纳米线的生长合成技术以及二氧化钒材料在红外探测、热致变色、场效应器件、微型驱动器件、热整流器件、超材料、能量转换等多方面的应用。

刘锴副教授课题组致力于智能相变材料和二维纳米材料的性能调控及应用，较早地开展基于二氧化钒结构相变机制的微型驱动器件的研究，近年来在基于二氧化钒的低功耗柔性驱动器件、红外隐身器件、二维材料基底调控等方面取得了一系列研究成果。

本文第一作者为清华大学材料学院刘锴副教授，第一完成单位为清华大学材料学院。通讯作者为美国加州伯克利大学吴军桥教授。韩国庆北国立大学李相旭（Sangwook Lee）教授、美国杜克大学奥利维尔·德莱尔（Olivier Delaire）教授和杜克大学博士生杨珊为本文的共同作者。

《今日材料》是国际材料科学研究领域的知名综述性学术期刊（影响因子：21.7），主要刊登在材料科学与工程领域最新研究进展的评述论文及重要的原创性研究论文，每年出版10期。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2018.03.029

二硫化钼/石墨烯异质结在电子束辐照轰击下发光能量的鲁棒特性

洪聖哲†, 傅德颐†, 侯纪伟, 周段亮, 王博伦, 孙雨飞, 柳鹏, 刘锴*

摘要: 在许多恶劣的工作环境中, 器件难免会曝露在电子束辐照下. 对于单原子层厚度的二维材料而言, 电子束辐照经常会造成其本征性能的衰减. 如何避开这一影响对于多功能化的二维异质结器件来讲至关重要. 然而, 电子束辐照对于二维异质结的影响至今仍缺乏充分深入的研究. 本工作发现利用异质结的堆垛可以阻碍单层二硫化钼(MoS2)由于电子束辐照带来的性能衰退. 通过在MoS2与基底之间插入单层石墨烯, 在同样剂量的电子束辐照轰击下, 异质结区域的光致发光强度始终大于纯单层MoS2; 而且与纯单层区域明显的发光能量变化相比, MoS2/石墨烯异质结区域的发光能量具有更佳的稳定性. 这一现象归因于石墨烯的阻隔效应: 由于单层石墨烯的存在抑制了基板对MoS2的影响. 此外, 我们也系统地揭示了电子束辐照对MoS2/石墨烯异质结拉曼光谱及电学传输特性的影响. 本工作不仅有助于加深人们对二维异质结辐照效应的认知, 同时也为新型抗辐射器件的设计开辟了新的途径.