报告题目: 单壁碳纳米管和钙钛矿晶体的可控生长

  报告人: 李彦 教授 (北京大学化学与分子工程学院)

  时间: 2017年1月5日(星期四)上午9:30

  地点: 中国科学院半导体研究所2号楼303A会议室  

  摘要:材料的结构和组装的控制是材料制备中的重要问题。报告将以单壁碳纳米管和无机有机杂化钙钛矿为例讨论气相和液相两类材料的可控制备方法。单壁碳纳米管具有优异的性质,其电子和能带结构取决于六元环的排布方式,亦即手性指数(n,m)。许多高端应用需要单一(n,m)类型的碳纳米管材料,但碳纳米管的手性可控生长依然是一个巨大的挑战。利用碳纳米管片段或帽端以及催化剂作为结构模板有望得到单一手性的碳纳米管,而使用催化剂的方法效率更高,更有发展前景。我们发展了一类独特的钨基金属间化合物催化剂,它们具有独特的原子排布和较高的熔点,在化学气相沉积过程中能够起到结构模板的作用,生长出确定手性的单壁碳纳米管。利用W6Co7催化剂,我们生长出了(12, 6)、 (16, 0)、(14, 4)等不同手性富集的碳纳米管样品。通过合适的催化剂选择和晶面结构设计以及生长过程动力学条件的调控,这种方法有望成为一种普适性的单壁碳纳米管结构可控合成的策略。利用溶液法在基底上制备规则排布的材料时通常需要在基底表面构筑一个薄液膜。我们研究了薄液膜体系中的液体流动,发现通过调控温度梯度可形成一个规则的Marangoni流,从而有效地定向传输物质,调控结晶过程,并诱导材料的取向排布。在薄层反应器中,通过调控液体的蒸发和流动,也可以控制晶体的生长行为,调控单晶尺寸、形貌和取向等。基于以上流体力学的设计,我们获得了形貌和排列可控的无机有机杂化钙钛矿材料。  

  报告人简介:李彦,北京大学化学与分子工程学院教授,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者,北京市高等学校教学名师,北京大学十佳教师、十佳导师,英国皇家化学会会士,中国化学会理事。主要从事纳米材料与纳米结构的研究。主持多项科技部和国家自然科学基金委员会的项目和课题,已发表SCI收录的学术论文140多篇。2014年6月发表于Nature的文章被美国化学会Chemical & Engineering News选为2014年度国际化学研究Top10。目前兼任美国化学会ACS Nano副主编,英国皇家化学会Materials Horizon、Journal of Materials Chemistry A顾问编委、Nano Research编委;担任国际碳纳米管学术会议指导委员会委员。