洪文晶：具有原子精度的富勒烯基全碳电子器件取得重要进展

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洪文晶教授课题组、谢素原教授课题组在富勒烯基全碳电子器件方面取得重要进展。相关研究成果以“Atomically defined angstrom-scale all-carbon junctions”为题发表于《自然-通讯》（DOI :10.1038/s41467-019-09793-8）。

当前，基于硅基半导体的微纳电子技术正在逼近其物理尺寸极限，而碳基器件相较硅基器件具有更快的速度和更低的功耗，被认为是最有希望替代现有硅基技术的未来信息器件方向。然而，如何制备具有原子级精度的全碳电子器件依旧是未来碳基芯片领域的发展瓶颈。要解决这一关键技术问题，具有原子级规整结构和优异电学特性的富勒烯材料作为未来碳基电子器件的潜在核心单元进入科学家们的视野。

      

该工作基于改进的单分子器件构筑仪器和新型的石墨烯电极芯片，制备了一系列尺寸在1 纳米左右的石墨烯/富勒烯/石墨烯器件系统表征了其电输运性质。从实验上证明采用不同的富勒烯可实现对该器件的能带调节，从而实现达一个数量级以上的电导调控。在国际上首创了制备具有原子级规整结构的富勒烯基全碳电子器件的技术，从而将碳基电子器件推进至亚纳米的极限尺寸，对于全碳电子学的发展具有重要意义，有望发展成为下一代碳基芯片技术的核心材料与器件。

该研究工作是在洪文晶教授、谢素原教授、肖宗源副教授和英国兰卡斯特大学Colin Lambert教授指导下完成的。我院博士生谭志冰、硕士生张丹（已毕业）、博士生田寒蕊（已毕业）、英国兰卡斯特大学博士后Qingqing Wu博士为共同第一作者，师佳副教授、刘俊扬副研究员、谭元植教授、陈招斌高级工程师、萨本栋微纳研究院杨扬副教授和硕士生皮九婵、唐政也参与了研究工作。该工作得到国家自然科学基金委（项目批准号：21722305、21673195、21703188、21721001、51572231），科技部重点研发计划课题（项目批准号：2017YFA0204902）以及能源与石墨烯创新平台、固体表面物理化学国家重点实验室、能源材料化学协同创新中心的支持。

《科技日报》于4月16日以“世界首例具有原子精度的全碳电子器件面世”为题在头版报眼报道了这一成果。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-019-09793-8

洪文晶教授，厦门大学化学化工学院闽江学者特聘教授、博士生导师、化学工程与生物工程系主任、院教授委员会副主任。1985年出生，先后获得厦门大学本科、清华大学硕士、瑞士伯尔尼大学荣誉等级博士学位，优秀青年科学基金（优青）获得者，并兼任教育部卓越工程师计划和厦门大学emba项目导师。现任最近三年洪文晶教授带领团队已经在nature commun. (3), j. am. chem. soc. (5), angew. chem. int. ed. (5)等国际顶级期刊发表高水平通讯作者论文十余篇，申请专利十余项。研究团队现有教授、副教授等固定科研人员4人，博士后7人，博士生10余名，硕士生30余名，研发工程师和行政团队10余人。团队成员平均年龄不到三十岁，是一个胸怀梦想、朝气蓬勃的年轻“创业“团队。

谢素原教授现任职于厦门大学化学化工学院，2005年获得国家杰出青年科学基金资助，先后入选百千万人才国家级人选（2007）、长江学者（2009），是国务院特殊津贴获得者（2011）；还是“国家自然科学二等奖”（第一完成人），“全国优秀科技工作者”、“百千万领军人才”等荣誉的获得者。谢教授发展和应用了微波等离子体等一些富有特色的、合成富勒烯及相关纳米材料的方法，建立了复杂体系的高效分离方法，合成、分离、表征了包括“第一个小于C60的小富勒烯C50”、“打破了完美对称性的C60异构体”在内的一系列活泼碳簇及其相关化合物或衍生物，通过捕获碳簇反应中间体的有效途径研究了富勒烯的形成机理。在国际学术期刊发表了50多篇论文，半数发表包括于Science、NatureMaterials、Angew.Chem. Int. Ed.、J.Am. Chem. Soc.等在内的SCI二区以上期刊。