吉林大学魏浩桐

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魏浩桐 教授 2014年获得吉林大学理学博士学位；2014年8月至2019年3月在美国从事博士后研究。于2019年4月人才引进回国加入超分子实验室开展科研工作，任教授，博士生导师。近年在Nature Materials，Nature Photonics，Advanced Materials等SCI杂志上发表研究论文70余篇；被Nature等SCI杂志正面引用和高度评价，SCI引用8600余次，H因子为34。主持国家自然科学基金委面上项目、青年项目等


职　　称：教授
专　　业：高分子化学与物理
研究方向：光电功能材料及器件，光及X射线探测材料，聚合物纳米复合材料
联系方式
邮　箱：hweichem@jlu.edu.cn
办公室：吉林大学前卫南区唐敖庆楼A805室


研究兴趣
针对目前的环境能源问题，魏浩桐课题组主要研究方向是通过分子设计，制备高性能的光电功能材料，并以此为基础构筑高效率的器件来实现光电能源转换；最终目标应用是太阳能电池器件、电致发光器件、以及光和X射线探测器。其开发的世界首例高性能钙钛矿单晶X射线探测器，其灵敏度高于商用的无定形Se探测器，有潜力在医学X射线成像，海关、机场安全检查，太空射线探测等领域展开广泛应用。
荣誉奖励
2016年Breakthrough Innovation of the Year in University of Nebraska-Lincoln
2015年吉林省优秀博士学位论文
2014年博士研究生国家奖学金
2013年宝钢优秀学生特等奖
代表性论文
[1] Weijun Li, Lulu Liu, Mingrui Tan, Yuhong He, Chunjie Guo, Huimao Zhang, Haotong Wei*, Bai Yang, Low-cost and Large-area Hybrid X-ray Detectors Combining Direct Perovskite Semiconductor and Indirect Scintillator. Advanced Functional Materials, 2021, 10.1002/adfm.202107843.
[2] Yuhong He, Wanting Pan, Chunjie Guo, Huimao Zhang, Haotong Wei*, Bai Yang, 3D/2D Perovskite Single Crystals Heterojunction for Suppressed Ions Migration in Hard X-ray Detection. Advanced Functional Materials, 2021, 10.1002/adfm.202104880.
[3] Weijun Li†, Huayang Li†, Jinmei Song, Chunjie Guo, Huimao Zhang, Haotong Wei*, Bai Yang, Fine-Control-Valve of Halide Perovskite Single Crystal Quality for High Performance X-ray Detection. Science Bulletin, 2021, 66, 2199-2206.
[4] Xiaopeng Feng†, Mingrui Tan†, Mingbian Li, Haotong Wei*, Bai Yang, Polyhydroxy Ester Stabilized Perovskite for Low Noise and Large Linear-Dynamic-Range of Self-Powered Photodetectors. Nano Letters, 2021, 21, (3) 1500−1507.
[5] Huayang Li, Jinmei Song, Wanting Pan, Daren Xu, Wan-an Zhu, Haotong Wei*, Bai Yang, Sensitive and Stable 2D Perovskite Single Crystal X-ray Detectors Enabled by Supramolecular Anchor. Advanced Materials, 2020, 32, 2003790.
[6] Haotong Wei and Jinsong Huang*, Halide lead perovskites for ionizing radiation detection. Nature Communications, 10, 1066 (2019).
[7] Haotong Wei†, Dylan DeSantis†, Wei Wei, Yehao Deng, Dengyang Guo, Tom J. Savenije, Lei Cao and Jinsong Huang*, Dopant Compensation in Alloyed CH3NH3PbBr3-xClx Perovskite Single Crystals for Gamma-ray Spectroscopy. Nature Materials, 16, 826-833 (2017).
[8] Haotong Wei, Yanjun Fang, Padhraic Mulligan, William Chuirazzi, Honghua Fang, Congcong Wang, Benjamin R. Ecker, Yongli Gao, Maria Antonietta Loi, Lei Cao*, and Jinsong Huang*, Sensitive X-Ray Detectors Made of Methylammonium-lead Tribromide Perovskite Single Crystals. Nature Photonics, 10, 333–339 (2016).
[9] Haotong Wei, Yanjun Fang, Yongbo Yuan, Liang Shen and Jinsong Huang*. Trap Engineering of CdTe Nanoparticle for High Gain, Fast Response and Low Noise P3HT:CdTe Nanocomposite Photodetectors. Advanced Materials, 27, 4975–4981 (2015).
[10] Haotong Wei, Gan Jin, Lei Wang, Tianyi Na, Yan Wang, Wenjing Tian, Haizhu Sun, Hongxing Zhang, Haiyu Wang, Hao Zhang and Bai Yang, Synthesis of a Water-Soluble Conjugated Polymer Based on Thiophene for an Aqueous-Processed Hybrid Photovoltaic and Photodetector Device Advanced Materials, 26, 3655–3661 (2014).

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卤化物钙钛矿材料因其离子性质，遇水易分解。目前，将未经封装的钙钛矿材料直接与传统的半导体加工技术（如湿法抛光，微加工及光刻等）结合起来具有极大的挑战。然而，对于由有机铵离子与无机八面体共组装而成的有机-无机杂化钙钛矿而言，其分子间作用力的多样性和作用力的可设计性使得克服这一挑战成为可能。
        近期，吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室魏浩桐教授课题组研发了一种基于色胺离子的创新有机无机杂化钙钛矿材料。通过调控结晶动力学，该材料能够形成两种维度的钙钛矿晶体。在适用于大面积制备的压片条件下，通过外界水/热驱动，实现了可逆的维度转变。这一维度转变过程表现为材料在水/热驱动下自身调节分子构象，自发释放微应力的独特过程（图1）。该无结构微应力的钙钛矿压片材料的射线响应性能可媲美最优性能的钙钛矿单晶样品，同时展现出更强的疏水能力。即便是水中浸泡720小时后，射线响应性能仍保持在较高水平；更为印象深刻的是，即便在水中浸泡长达40天仍未出现分解现象。此外，该材料还表现出卓越的热工作稳定性及耐高压性能。受益于材料出色的疏水性能，将材料的阵列化电极沉积过程与传统半导体加工所用的光刻技术相结合，可直接在钙钛矿材料表面光刻出任意尺寸及图案的电极模型。这项创新工作强调了Cation-π作用对钙钛矿疏水性能的关键影响。提供了一种可大面积制备，可高分辨成像的高性能钙钛矿X射线平板探测器。同时，首次将钙钛矿材料表面电极的直接图案化沉积与光刻技术联系起来，为钙钛矿材料的的产业化做出了一定的贡献（图3）。该工作近期以“Cation-π interactions enabled water-stable perovskite X-ray flat mini-panel imager”为题发表在国际著名期刊《Nature Communications》上(Nat. Commun.15, 257 (2024))。吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室魏浩桐教授为该文章的独立通讯作者，文章第一作者是吉林大学化学学院博士研究生潘挽婷。该研究得到了国家自然科学基金委和吉林省科技发展计划项目的支持。

图1.a，调控结晶动力学得到两种维度钙钛矿晶体。b，维度转变期间的微应力释放过程。c，压片及水/热驱动维度转变示意图。d，维度转变过程中的分子构象变化及对应的荧光变化。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-44644-7