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[专家学者] 华中科技大学材料学院材料科学与技术系翟天佑

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发表于 2017-3-19 09:55:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
翟天佑,男,华中科技大学材料科学与工程学院教授、博士生导师,材料成形与模具技术国家重点实验室首席教授,材料物理与化学系副主任,新材料与器件研究中心副主任,中组部人才入选者(2012年),国家优秀青年科学基金获得者(2013年),汤森路透全球高被引科学家(2015年),华中科技大学 “十大科技新星”和“十佳青年教工”(2016年),曾获国家自然科学二等奖(第五完成人,2014年)和中国化学会青年化学奖(2014年)。担任中国材料研究学会青年委员会理事和纳米材料与器件分会理事,中国化学会青年化学工作委员会委员,国家重点研发计划-项目评审专家,Science Bulletin(材料领域)副主编,Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等60余种国际知名刊物审稿人。

翟天佑

翟天佑
翟天佑   Zhai Tianyou
职称职务: 教授、博士生导师
电话:027-87559826
传真:027-87559826
电邮:zhaity@hust.edu.cn
地址:材料科学与工程学院东1楼西侧2楼
主页:http://zml.mat.hust.edu.cn

主要经历
1999-2003年:郑州大学化学系本科
2003-2008年:中国科学院化学研究所硕博连读(导师:姚建年院士)
2008-2010年:日本物质材料研究机构(NIMS)日本学术振兴会(JSPS)博士后特别研究员(合作导师:Yoshio Bando教授)
2010-2012年:日本物质材料研究机构(NIMS)青年科学家国家中心International Center for Young Scientists (ICYS),ICYS Researcher
2012年底-:    华中科技大学材料科学与工程学院教授、博士生导师
科研成果
主要从事无机光电功能材料与微纳器件领域的研究,在低维无机光电功能材料的可控合成、性能调控以及光电器件等方面进行了长期而系统的探索和积累,已在Chem. Soc. Rev. (1), Prog. Mater. Sci. (2), Adv. Mater. (16), Energy Environ. Sci. (2), ACS Nano (2), Adv. Funct. Mater. (13), Adv. Energy Mater. (1), NPG Asia Mater. (2), Nano Energy (2)等化学和材料知名期刊上发表(含接受)论文120余篇,论文被Nat. Mater.、Nat. Nanotechnol.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.等期刊累计引用6000余次,15篇论文被选为ESI高被引论文,H因子为43。多次受邀在Chem. Soc. Rev. (1)、Prog. Mater. Sci. (2)、Adv. Mater.等期刊撰写综述文章和专题文章。研究结果受到国内外同行的高度关注和肯定,21篇论文被选为封面或卷首插画文章,多次被Nat. Photonics、NPG Asia Mater.、Sci. Bull.、MaterialsViewsChina等期刊或网站作为研究亮点报道。主持编纂英文专著1本,受邀撰写两本专著中的5章;申请中国和日本专利7项,授权3项。

研究方向
光电功能材料、微纳器件、柔性光电子学、传感器


代表性论文
1. T. Zhai, J. Yao, editors of “One-Dimensional Nanostructures: Principles and Applications”, John Wiley & Sons, Inc.
2. J. Xu, G. Hou, T. Mori, H. Li, Y. Wang, Y. Chang, Y. Luo, B. Yu, T. Zhai*, Excellent Field-Emission Performances of Neodymium Hexaboride (NdB6) Nanoneedles with Ultra-Low Work Functions, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5038-5048.
3. W. Tian*, T. Zhai*, C. Zhang, S. Li*, X. Wang, K. Tsukagoshi, D. Golberg, Y. Bando, Low-Cost Fully Transparent Ultraviolet Photodetectors based on Electrospun ZnO-SnO2Heterojunction Nanofibers, Adv. Mater. 2013, 25, 4625-4630.
4. J. Xu*, G. Hou, H. Li, T. Zhai*, B. Dong, H. Yan, Y. Wang, B. Yu, Y. Bando, D. Golberg, Fabrication of Vertically Aligned Single-Crystalline Lanthanum Hexaboride Nanowire Arrays and Investigation of their Field-Emission Behaviors, NPG Asia. Mater. 2013, 5, e53.
5. H. Li, X. Wang, J. Xu, Q. Zhang, Y. Bando, D. Golberg, Y. Ma, T. Zhai*, One-Dimensional CdS Nanostructures: A Promising Candidate for Opto-Electronics, Adv. Mater. 2013, 25, 3017-3037.
6. L. Li*, T. Zhai*, Y. Bando, D. Golberg*, Recent Progress of One-Dimensional ZnO Nanostructured Solar Cells, Nano Energy, 2012, 1, 91-106.
7. T. Zhai*, L. Li, Y. Ma, M. Liao, X. Wang, X. Fang, J. Yao*, Y. Bando, D. Golberg, One-Dimensional Inorganic Nanostructures: Synthesis, Field-Emission, and Photodetection, Chem. Soc. Rev. 2011, 40(5), 2986-3004.
8. T. Zhai*, L. Li, X. Wang, X. Fang, Y. Bando, D. Golberg, Recent Developments in One-Dimensional Inorganic Nanostructures for Photodetectors,Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 4233-4248.
9. T. Zhai*, M. Ye, L. Li*, X. Fang, M. Liao, Y. Li, Y. Koide, Y. Bando, D. Golberg, Single-Crystalline Sb2Se3Nanowires for High-Performance Field Emitters and Photodetectors, Adv. Mater. 2010, 22, 4530-4533.
10. T. Zhai*, X. Fang*, M. Liao, X. Xu, L. Li, B. Liu, Y. Koide, Y. Ma*, J. Yao*, Y. Bando, D. Golberg, Fabrication of High-Quality In2Se3Nanowire Arrays toward High-Performance Visible-Light Photodetectors, ACS Nano 2010, 4, 1596-1602.
11. T. Zhai*, H. Liu, H.o Li*, X. Fang*, M. Liao, L. Li, H. Zhou, Y. Koide, Y. Bando, D. Golberg, Centimeter-Long V2O5Nanowires: From Synthesis to Field-emission, Electrochemical, Electrical Transport and Photoconductor Properties, Adv. Mater. 2010, 22, 2547-2552.




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发表于 2018-5-19 16:28:27 | 显示全部楼层
4月26日,华中科技大学材料科学与工程学院的翟天佑教授应邀前来进行学术交流,并于当日下午在我院学术报告厅做了题为“金属硫属二维材料的气相控制合成与光电性能”的学术报告。


学术报告由王一峰教授主持。报告中翟天佑教授重点讲解了金属硫属二维材料的气相控制合成。翟教授首先展示了其课题组合成的一系列金属硫族二维材料,其能够满足光电器件集成化、柔性化、高性能以及低功耗的重大需求;并讲解了针对二维材料化学气相沉积微环境控制的普适性策略,和实现多种高质量金属硫族二维材料的可控制备的方法;该课题组提出了二维材料界面设计优化准则,实现了金属硫族二维材料光探测器响应度、响应速度、探测度和光谱选择性等关键参数的显著提升。精彩的报告后,翟天佑教授与与会师生进行了深入的讨论。


翟天佑教授,2003年毕业于郑州大学化学系,获学士学位。2008年毕业于中国科学院化学研究所,获博士学位(师从姚建年院士)。2008-2012年在日本物质材料研究机构, 任JSPS博士后;ICYS研究员 (合作导师Yoshio Bando教授) 。自2012年起入职华中科技大学,任博导以及华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室首席教授。2012年获得中组部人才计划支持,2013年获得国家优秀青年科学基金,2014年获得国家自然科学二等奖(第五位),2014年获得中国化学会青年化学奖。以第一作者或通讯作者身份在Chem.Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Nat. Chem., Adv. Funct. Mater. 等化学和材料知名期刊上发表论文130篇(51篇IF>10),所有论文被SCI期刊引用近8600余次。先后主持基金委优秀青年基金、面上项目、重大研究计划培育项目,参与基金委仪器项目和科技部青年973项目等;先后担任Science Bulletin(IF=4.000,材料领域)副主编,Frontiersin Chemistry (IF=3.994, 纳米材料领域)副主编和《科学通报》编委,Nat.Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv.Mater.等70余种国际知名刊物审稿人;担任中国材料研究学会青年委员会理事和纳米材料与器件分会理事等。

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发表于 2018-7-9 07:55:04 | 显示全部楼层

二维三元硫化物

近年来,二维三元硫化物由于其独特的结构,新的化学和物理性质以及在纳米器件应用中的巨大潜力而得到材料科学和纳米技术领域研究人员的广泛关注。随着第三种元素的加入,这些二维三元硫化物由于其化学计量变化和协同效应相比于其对应的二元化合物具有更大的应用前景。二维三元硫化物的新颖特性赋予了它们在电子,光电子,生物传感器和催化领域的各种应用。但是目前关于二维三元硫化物材料的综述研究仍然较少。

二维三元硫化物

二维三元硫化物

近期,华中科技大学翟天佑研究团队梳理了目前在线发表的二维三元硫化物材料的主要研究工作。首先,该综述阐述了几种典型的三元硫化物的晶体结构,并详细分析由于第三种元素的引入,其晶体结构相对于二元硫化物的变化以及由此而产生的物理化学性能的变化。其次,该综述总结了近年来二维三元硫化物的制备方法,包括块体和薄膜。此外,该综述总结了近年来二维三元硫化物的器件应用及其发展历程。其中主要包括基于二维三元硫化物的电子器件、光电子器件、生物传感器件以及催化器件。最后,该综述从材料制备方法、生长机制、器件的结构设计及器件应用等方面对二维三元硫化物今后的发展提出了一些自己的看法。相关论文在线发表在Advanced Optica Materials (DOI: 10.1002/adom.201800058)上


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发表于 2018-12-2 10:13:41 | 显示全部楼层
近日,接到通知,我院翟天佑教授申请的《无机材料合成化学和光电器件》项目已获得国家自然科学基金委员会的资助批准。
2018年8月3日,2018年国家杰青建议资助项目申请人名单正式公示,共有200人入选。2018年度国家杰出青年科学基金评审委员会会议9月21日在京举行。与会委员对提请会议审议的199名建议资助项目申请人进行投票表决,199位建议资助项目申请人通过了评审委员会评定。
我院从事无机材料合成化学和光电器件研究的翟天佑教授通过了评审委员会此次评定。
翟天佑教授简介:
翟天佑教授是材料成形与模具技术国家重点实验室首席教授,国家优秀青年科学基金获得者(2013年),国家自然科学二等奖获得者(5/5, 2014年),中国化学会青年化学奖获得者(2014年),汤森路透全球高被引科学家 (2015年),英国皇家化学会会士(2017年)。
翟天佑2003年本科毕业于郑州大学化学系,2008年博士毕业于中国科学院化学研究所,师从姚建年院士。2008-2012年在日本物质材料研究机构先后任JSPS博士后和ICYS研究员。
翟天佑拥有丰厚的学术研究成果,以第一作者或通讯作者身份在化学和材料知名期刊上发表高水平学术论文150余篇。并且主持编撰英文专著1本,受邀撰写两本专著中的5章;申请中国和日本专利16项,授权6项。
翟天佑还先后主持基金委优秀青年基金、面上项目、重大研究计划培育项目,参与基金委仪器项目和科技部青年973项目等;先后担任许多权威杂志材料领域的主编或副主编、70余种国际知名刊物审稿人;担任中国材料研究学会青年委员会理事和纳米材料与器件分会理事等。
据悉,国家杰出青年科学基金项目主要支持在基础研究方面已取得突出成绩的青年学者自主选择研究方向开展创新研究,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。1994年,正式命名为“国家杰出青年科学基金”。1994年首批入选49人,每人资助额度为60万元。
经过24年的发展,一大批国家杰青获得者当选为两院院士,同时国家杰青已经成为我国风向标式的高端科技人才资助项目,几乎成为每一个中青年学者的奋斗目标,也是每一个科研院校所必争的人才项目。国家杰青一年的名额仅为200,每年的资助率一般都在10%以内,因此竞争非常激烈。

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发表于 2019-5-23 09:10:55 | 显示全部楼层
5月9日下午,华中科技大学学习习近平总书记在纪念五四运动100周年大会上的重要讲话精神暨共青团工作交流会在一号楼报告厅召开,校党委书记邵新宇、校长李元元等校领导出席大会,大会由校党委常委、副校长梁茜主持。会上的五四表彰颁奖典礼中,我院翟天佑教授、徐鸣教授分别荣获学校“青年五四奖章”、“十佳青年教工”称号。

翟天佑教授荣获校“青年五四奖章”(左数第五位)146DC徐鸣教授荣获校“十佳青年教工”(左数第五位)五四表彰后的“同奋斗,共青春”华中大青年说分享环节,翟天佑教授作为“科研工匠”代表接受了访问。在访问中,翟老师谈到了自己选择华中科技大学的原因,深情回忆了自2013年加入学校的点点滴滴,并感谢学校和学院给予的帮助和鼓励,同时他也就人才培养方面分享了自己的经验和体会。并在最后为在场的师生朗读了《我的祖国》选段。




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发表于 2020-5-7 09:03:08 | 显示全部楼层
华中科技大学翟天佑教授和周兴等人等人使用强O2等离子体处理来增强型SnS2基器件的光电性能,通过有目的地引入更多的载流子陷阱(缺陷)以增强其(光)载流子活性。通过实验研究和第一性原理计算,解释了处理过的SnS2能带结构变化的基本物理原理。在O2等离子体处理过程中,SnS2薄片的表面被蚀刻,同时注入了氧原子。因此,构建的基于O2等离子体处理的SnS2基器件在从紫外线覆盖整个可见光范围(300-750 nm)的宽带光敏化方面表现出了显著的改善。特别是在350 nm的光照下,经O2等离子体处理的SnS2光电探测器显示出从385到860 AW-1的增强光响应,外部量子效率从1.3×105%到3.1×105%,比检测率从4.5×109到1.1×1010琼斯(Jones)以及将上升(τr)和衰减(τd)时间分别从12和17 s改进为0.7和0.6 s的光开关响应。因此,这种简单的方法可以作为一种可靠的技术来提高某些2D电子材料和光电子材料的性能。相关成果以题为“Giant‐Enhanced SnS2 Photodetectors with Broadband Response through Oxygen Plasma Treatment”发表在了Adv. Funct. Mater.上。

SnS2中注入氧

SnS2中注入氧

文献链接:Giant‐Enhanced SnS2 Photodetectors with Broadband Response through Oxygen Plasma Treatment(Adv. Funct. Mater., 2019,DOI:10.1002/adfm.202001650)

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发表于 2021-5-4 19:55:41 | 显示全部楼层
在低维照明、显示、生物标记和激光等领域,高色纯度和高显色的二维发光材料一直是人们追求的目标。然而,大多数二维发光材料的光致发光半峰宽约为几十meV,色纯度有待提高。

二维发光材料

二维发光材料
       近日,华中科技大学材料科学与工程学院翟天佑和周兴团队合成了超薄2D稀土EuOCl,该材料具有优异的荧光性能,半峰宽窄至1.2 meV。 本文利用化学气相沉积技术成功地合成了一种新型的二维稀土材料EuOCl发光体系。二维EuOCl薄片具有优异的荧光性能,室温下荧光半峰宽窄至1.2 meV,该值甚至比大多数二维发光材料和异质结在低于10k下检测到的半峰宽还窄。此外,合成的二维EuOCl薄片具有有趣的温度依赖性光致发光特性,这与稀土中相对稳定的4f-4f跃迁完全不同,作者们用J-mixing效应成功地解释了这一现象。稀土二维EuOCl材料无疑为二维发光领域提供了新的思路。


       论文信息:
       2D Rare Earth Material (EuOCl) with Ultra-Narrow Photoluminescence at Room Temperature
       Ping Chen, Zexin Li, Dongyan Li, Lejing Pi, Xitao Liu, Junhua Luo, Xing Zhou*, Tianyou Zhai
       Small DOI: 10.1002/smll.202100137

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发表于 2021-5-27 16:43:08 | 显示全部楼层
红外探测器在热成像、生物医疗、通讯和军事等众多领域具有广泛的应用,但传统红外探测器(如InGaAs和HgCdTe等)具有高额的成本和苛刻的工作条件,严重限制其进一步发展。近年来,二维材料的崛起为高性能红外探测器提供了新的机会,其具有强的光与物质相互作用、宽探测光谱、表面平整而无悬挂键和制备成本低等优势而在红外探测领域引起了广泛的重视。但单一的二维材料红外探测器由于较低的光吸收率和较短的光生载流子寿命而难以实现较好的探测性能。对此,二维材料范德华集成是实现高性能红外探测器的有效手段。

二维材料

二维材料
        二维材料具有表面平整而无悬挂键的特点,因此可以通过范德华相互作用进行集成。二维材料的范德华集成使不同结构和功能的器件成为可能,并且可以通过能带工程和载流子传输的调控来优化器件的性能。因此二维材料的范德华集成是实现高性能的红外探测器有效手段。近年来许多研究者报道了基于二维材料范德华集成的高性能红外探测器,展现其巨大的应用潜力。
         华中科技大学翟天佑教授、周兴副教授等人近日系统地综述了近年来基于二维材料范德华集成的高性能红外探测器的研究进展。作者首先阐述了不同结构和能带排列的光电探测器的工作机理和优势;介绍了不同结构的范德华集成红外探测器的工作原理、优势和性能,包括二维材料/零维材料(量子点和等离激元纳米颗粒)、二维材料/一维材料(纳米线和纳米线阵列)、二维材料/二维材料(p-n异质结,p-g-n结构,层间跃迁异质结和光栅异质结)、二维材料/三维块体材料,并且总结了不同范德华集成红外探测器的性能;最后,作者提出了现阶段范德华集成红外探测器存在的问题和挑战,包括整体性能的平衡问题、探测波长问题和制备合成问题。作者认为,二维材料范德华集成红外探测器具有巨大的应用潜力,但目前在器件性能和制备方法方面还有待进一步研究。


论文信息:
Van der Waals Integration Based on Two-Dimensional Materials for High-Performance Infrared Photodetectors
Haoyun Wang, Zexin Li, Dongyan Li, Ping Chen, Lejing Pi, Xing Zhou*, Tianyou Zhai*
Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.202103106

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发表于 2022-11-28 21:53:49 | 显示全部楼层
近日,华中科技大学学术委员会主办的“2022年度华中科技大学重大学术进展”评选活动入选成果揭晓,我院翟天佑教授、周兴副教授、博士后刘开朗团队的“二维光电子器件的范德华集成”成果入选。
         此次入选的成果体现了学校坚持“四个面向”、对接国家重大需求、服务经济社会发展、主动创新的科学传承,践行了新时代华中大“顶天立地、追求卓越”的办学理念,展现了学者不断超越自我、精益求精、求是进取、勇攀高峰的科学精神。

双极性二维异质

双极性二维异质
双极性二维异质结实现感算一体光探测和二维无机分子晶体实现范德华介电层与二维材料的规模化集成


         研究背景
         随着光电子器件技术的飞速发展和硅基集成电路的器件尺寸日益逼近其物理极限,传统的半导体材料面临着前所未有的挑战,急需开发新型的半导体材料以打破上述尺寸极限。《“十四五”国家信息规划》中提出:前瞻性布局战略性、前沿性、原创性、颠覆性技术,加强集成电路、神经芯片、非硅基半导体等关键前沿领域的战略研究布局和技术融通创新。而二维半导体由于表面效应、和量子限域效应而带来的高载流子迁移率、可调的光电属性、良好的机械柔性以及半导体工艺可兼容性等优点,有望成为硅基半导体的继任者,推动国防科技、信息通讯以及新兴产业的持续发展。
          目前的光电子器件在追求高性能的进程中主要存在以下瓶颈:1)传统光电探测器仅能探测光信号而不具有数据处理功能,需要借助计算机系统完成进一步的处理和识别,该过程中需要传输和处理大量的冗余数据,难以满足日益增长的图像信息处理需求。2)光电器件集成时,介电材料表面的悬挂键会造成载流子散射,严重影响半导体的光电性质,使器件性能大打折扣,难以实现高性能光电子器件的集成。针对上述瓶颈,该成果从二维材料的界面调控出发,实现了二维光电子器件的高性能范德华集成:


        成果描述
        针对光电探测器光信号探测和识别分离的瓶颈,本项目创新性地设计了双极性二维范德华异质结(PdSe2/MoTe2),通过电场调控其能带耦合类型,实现了异质结界面电场的可逆翻转,使其光响应正负连续可调,打破了传统半导体异质结单极性光响应的物理限制。并基于正负连续可调的光响应在硬件层面实现了图像识别的感算一体化,突破了传统图像识别中光信号探测和信息数据处理分离的瓶颈。通过栅压调控异质结的能带耦合类型,使其在II型和III型之间可逆转变,导致其界面电场可逆翻转,进而实现了光响应的正负连续可调。基于上述优异的光电特性,利用基于二维PdSe2/MoTe2异质结的光电探测器对包含大量光谱信息的遥感图像实现了图像锐化和边缘增强等多种图像预处理。在此基础上,实现了宽光谱图像的精确识别,识别精度达到100%。这是首次在硬件层面上实现宽光谱图像识别的感算一体化处理。相关工作以“Broadband convolutional processing using band-alignment-tunable heterostructures”为题发表在Nature Electronics期刊上,华中科技大学材料科学与工程学院为该论文第一通讯单位,材料学院博士生皮乐晶、南京大学博士生王鹏飞和南京大学梁世军副教授为论文共同第一作者,材料学院周兴副教授、翟天佑教授和南京大学缪峰教授为共同通讯作者。
         针对介电层与半导体材料不兼容的问题,我们通过热蒸镀方法实现了晶圆级Sb2O3范德华介电薄膜的可控制备及其与二维材料的器件集成。与SiO2等传统介电材料相比,Sb2O3薄膜表面具有更少的载流子散射源和陷阱态,将其作为介电层与二维半导体构筑而成的场效应晶体管具有更高的迁移率和工作稳定性。例如:单层MoS2场效应晶体管的迁移率从26提高到145 cm2V-1s-1,转移特性曲线的回滞减小了一个数量级。蒸镀的Sb2O3薄膜在二维材料表面可形成超薄的致密薄膜,将其作为MoS2场效应晶体管的顶栅介电层,可大幅提高栅极电容,晶体管的操作电压(1 V以内)和功耗都得到明显降低。此外,Sb2O3薄膜展现出优良的环境稳定性,将其作为二维光电子器件的范德华封装层,大幅提高了二维材料的环境稳定性和器件的服役寿命。相关工作以“A wafer-scale van der Waals dielectric made from an inorganic molecular crystal film”为题发表在Nature Electronics期刊上,华中科技大学材料科学与工程学院为该论文唯一通讯单位,材料学院博士后刘开朗为论文第一作者,材料学院翟天佑教授为论文通讯作者。
         该成果一经发表,迅速引起国内外多个知名课题组的广泛关注,并对该成果给予了高度评价,多次用“首次”、“全新”、“引领”等评价肯定该成果的原创性。此外,该成果还受到国家基金委、TechXplore等国内外10余个著名科技媒体的专题报道和介绍。
          该成果开发出了基于双极性二维异质结的感算一体光电探测原型器件,并研制出了适用于高性能二维光电器件规模化集成的范德华薄膜,极大地推动了二维光电器件从实验室走向工业应用的进程。
          重大学术进展评选活动自2017年启动以来,遵循公开、公平、公正及宁缺勿滥原则,立足于宣传华中科技大学具有原创性、引领性的学术成果,在兄弟院校及广大师生中产生了积极影响。
          参评成果通过各院系学术委员会或校学术委员会委员两个渠道推荐,先后经过校学术委员会各学科分委员会遴选和校学术委员会全体委员通讯评议、校学术委员会主任会议提名、校学术委员会全体会议答辩评审和校长办公会审议,最终产生十项入选成果。


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