陈效双教授工作室

首席教授：陈效双（杰青）联系方式：[email protected]

团队成员：丁松园（国家优青）、李冠海（国家优青）、黄庚华（上海市青拔）、刘昌龙（杭州市青拔）、唐伟伟（副研究员）、何家乐、张力波、韩利

在读学生：张拾、马汝佳、陈星宇、章郑扬、于士澳、施超凡、杨程森、萧克宁、朱雨霖、俞一鸣、徐雷君、龙云函、洪洁、胡宇龙、刘柳平

联系人：李冠海，刘昌龙

联系方式：[email protected],[email protected]

（1）工作室成立背景历程

陈效双教授工作室依托国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院及中科院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室开展工作。由陈效双教授牵头，丁松园、李冠海、黄庚华等教授参与主持，青年教师有刘昌龙、唐伟伟、何家乐、张力波、韩利。工作室的目标立足于先进量子功能材料与微纳光电子器件物理与应用研究，围绕微纳光子学与低维量子材料的相互作用，实现具有量子特征的高灵敏、高性能光电探测器件，在量子信息领域开展应用试验与验证。

工作室成立以来，招收了15名硕博研究生，来源于哈尔滨工业大学、华中科技大学、电子科技大学、华南理工大学、中国海洋大学、吉林大学、重庆大学、南京邮电大学、上海师范大学、北京交通大学、武汉工程大学、长沙理工大学等知名高校。在中长波及太赫兹光电探测、人工智能光量子材料、超表面及光电混合集成芯片、激光雷达探测遥感及光学图像处理等领域开展科学研究工作，与中国科学院上海技术物理研究所、西湖大学以及之江实验室等科研机构保持着密切的合作。

（2）工作室实验室主要硬件设备及能开展的相关实验研究

实验室具备一流的仪器实验平台，总价值三百余万元，具备先进的半导体工艺条件，能够满足器件制备和器件表征等需求，可完成低维材料光电探测器件仿真设计、器件加工、光电测试及遥感成像应用研究。具体实验平台包括：二维材料转移平台、高精度微区宽频光电流测试系统、激光直写加工系统以及太赫兹光电测试与光电成像应用系统等。

（3）工作室主要研究方向

l 微纳结构的光子多维度调控机理及变革性新光学器件研究；

l 面向多维光场要素极限探测的高灵敏红外光子探测器件物理与技术；

l 纳米成像光谱方法与仪器、非平衡微晶生长理论与机制；

l 人工智能光量子材料、超表面及光电混合芯片；

l 光量子雷达新概念、光子计数激光雷达同步多维信息获取等研究智能光电感知与成像研究。

（4）工作室主要研究成果，包括项目、文章、专利等学术成果，以及研究生培养、服务社会等成果

   2022 年浙江省杰青人才项目“红外光场调控及其探测应用” LR22F050004.

   国家自然科学基金青年基金项目“基于低维材料的片上皮秒脉冲热电子热辐射机理及器件” 61905201.

   国家自然科学基金青年基金项目“增强型室温太赫兹二维光电探测机理与器件研究” 62005249.

   浙江省青年基金探索项目“新型二维室温太赫兹光电探测器件研究” LQ20F050005.

   中国博士后科学基金面上项目“基于石墨烯/硅异质结的主动式纳秒脉冲中红外热辐射器” 2020M671809.

   浙江省博士后择优项目“基于拓扑特性的高性能太赫兹光电探测器件研究”ZJ2021019.

   中国科学院上海技术物理研究所“光场调控及光诱导电流mapping测试”，合作项目。

未来5年每年有杭州市政府支持的1000万元稳定经费支持，此外课题组目前在研有国家重点研发、自然科学基金重大项目等项目支持。

代表性文章

   Holographic free-electron light source, Nature Communications, WOS:000389306700001 (2016).

   High-frequency rectifiers based on type-II Dirac fermions, Nature Communications, WOS:000629597700009 (2021).

   Micro-scale opto-thermo-mechanical actuation in the dry adhesive regime, Light:  Science & Applications.  WOS: 000700213400001 (2021).

   Mid-infrared polarization-controlled broadband achromatic metadevice, Science Advances, WOS:000571356100032 (2020).

 Sensitive Terahertz Detection and Imaging Driven by the Photothermoelectric Effect in Ultrashort-Channel Black Phosphorus Devices, Advanced Science.WOS:000507943700001  (2020).

   Palladium Diselenide Long-Wavelength Infrared Photodetector with High Sensitivity and Stability, ACS Nano. WOS: 000460199400150  (2019).

 Room-Temperature Single-Photon Detector Based on Single Nanowire, Nano Letters, WOS:000444793500014 (2018).

   Ultrasensitive Room- Temperature Terahertz Direct Detection Based on a Bismuth Selenide Topological Insulator, Advanced Functional Materials.WOS:000440283900020 (2018).

   Arrayed Van Der Waals Broadband Detectors for Dual-Band Detection, Advanced Materials, WOS:000400024500006 (2017).

   A Candidate Material EuSn2As2-based Terahertz Direct Detection and Imaging, npj 2D Materials and Applications (2022).

代表性专利

l   一种室温双通道可调控的太赫兹探测器, 2021, 中国发明专利：202110635092.0.

l   基于光-机械相互作用的主动式片上调制器及调控方法, 2021, 中国发明专利, 2021101912616.

l   一种室温可调控的亚太赫兹波探测器件, 2017, 中国发明专利, 201621119952.6.

l   一种室温拓扑绝缘体太赫兹探测器及制备方法, 2017,中国发明专利,  2017113243363.

l   一种石墨烯室温太赫兹波探测器及制备方法, 2016, 中国发明专利, 201510864402.0.

首席教授陈效双，博士生导师，国家杰青，现任红外物理国家重点实验室主任。

近年来主要从事半导体红外光电子材料、器件和光子人工带隙微结构的光子性质研究，围绕国际上学科发展的前沿和国家重大需求开展 工作，解决了红外光电子半导体物理和器件中一些复杂的问题。担任国家重点研发计划量子调控与量子信息专项项目首席、国家自然科学基金重大项目首席，承担国家自然科学基金重大研究计划项目、上海市科学技术委员会重大项目等国家和省部级科研项目等。荣获新世纪百千万人才工程国家级人选，享受国务院政府特殊津贴。在国际SCI刊物发表论文200多篇，论文被SCI刊物他人引用10000余次。荣获国家自然科学二等奖和科技进步二等奖等。培养博士和硕士研究生多名，多次获中科院优秀指导教师称号。

丁松园，博士生导师，教授/研究员，国家优青。

   担任Light: Advanced Manufacturing编委. 目前研究兴趣包括纳米分辨红外-太赫兹光谱和物性关联成像新方法和仪器； 石墨烯、过渡金属碳氮化物基红外-太赫兹纳米光电子物理和集成系统；智能脉冲催化工程。发展了一系列纳米红外光谱显微镜技术，发现了石墨烯纳米等离激元增强红外光谱和光电转换效应。已发表30多篇论文，包括Light Sci. Appl.，Nat. Rev. Mater.，Chem. Soc. Rev.，J. Am. Chem. Soc.，Chem. Sci.，Angew. Chem. Int. Ed.，Natl. Sci. Rev.，Small，Nano Energy等，担任Light: Advanced Manufacturing编委。承担基金委优秀青年项目、重大研究计划培育项目、面上项目，以及科技部重点研发计划课题等。

  黄庚华，博士生导师，上海市青年拔尖人才、首批中国科学院青年创新促进会会员/优秀会员。

先后担任高分七号卫星激光测高仪副主任设计师、嫦娥三/四/五号激光测距敏感器主任设计师等。在星载激光测距、测高及激光三维成像、光子计数激光雷达、新型量子光电探测方法等方向有长期的研究积累和充足的资源支持。获2008年上海市科技发明一等奖（排名第8）、2012年军队科技进步二等奖（排名第3）、2013年军队科技进步三等奖（排名第1）、2014年军队科技进步一等奖（排名第5）、2015年光学工程学会科技创新技术奖三等奖（排名第3）等奖项。2014年被国家人力资源及社会保障部等六部委授予“探月工程嫦娥三号任务突出贡献者”称号，2015年获中国科学院杰出科技成就奖。累计发表相关论文59篇，发明专利授权7项。

  李冠海，硕士生导师，国家优青、中科院青促会优秀会员、上海市启明星。

担任英国皇家物理学会Journal of Physics D: Applied Physics顾问委员会委员，瑞典期刊Frontiers in Photonics编辑委员会委员等。开展了基于人工微纳结构的红外光场调控及探测应用研究，以第一作者或通讯作者发表论文40余篇，包括Nature Communications、Science Advances、Light: Science & Applications, Laser& Photonics Reviews等，相关成果入选《中国科学院青年创新促进会会刊》。主持和参与了科技部纳米专项、量子信息与量子调控专项、国家自然科学基金面上项目等多项研究课题。

  刘昌龙，博士，副研究员。围绕太赫兹材料调控、光子调控以及光电转换调控若干科学问题积极探索并取得一系列进展，在国际SCI收录的国际权威期刊论文NPJ 2D Mater.,Appl., NPG Asia Mater., Nanoscale, Carbon, Adv. Opt. Mater., Adv. Mater. Interfaces , Adv. Sci., Adv. Funct. Mater.，Nano Energy等上面已发表学术论文26余篇以上；获得中国科学院“院长优秀奖”以及中科院上海技术物理研究所“隆文特别奖”。先后主持各类国家及省部级科研项目，包括浙江省博士后择优项目，国家自然科学基金，浙江省青年科学基金等；作为骨干参与多项国家及省部级科研项目，包括科技部 973 项目、上海市科委基础研究重大项目及上海市重点等项目。

  唐伟伟，硕士生导师，副研究员。围绕面向光子集成和光电集成的器件研究，开展了在微纳尺度光电和光热转换的研究，累计发表SCI论文逾20篇，其中以第一作者或通讯作者发表论文7篇，包括Advanced Functional Materials、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews、Nanoscale、Applied Physics Letters等。主持和参与了国家自然科学基金青年科学基金项目、中国博士后科学基金面上项目、国家自然科学基金联合基金项目等多项研究课题。博士和博士后期间，获得量子信息与量子科技前沿协同创新中心2017年度优秀研究生二等奖、中科院上海技术物理研究所2018年度隆文特别奖、2018年度宝钢优秀学生奖、2021年度西湖大学工学院博士后创新奖。

  何家乐，博士，助理研究员。现国科大杭州高等研究院博士后。以远距离弱信号精准探测需求为导向，围绕碲镉汞红外探测器发展前沿，开展了碲镉汞雪崩探测器、单极势垒阻挡型探测器及双色探测等研究。在Nano Letters、Optics Express等SCI期刊发表学术论文13篇，其中第一作者或共同一作4篇；主持或参与了多项国家自然科学基金青年科学基金项目、上海市自然科学基金面上项目等课题。

      张力波，博士，助理研究员，现国科大杭州高等研究院博士后。主要从事基于新型拓扑量子材料的太赫兹光电转换方面研究。开展基于拓扑量子材料中新型拓扑态和量子自由度的红外-太赫兹探测器研究，累计发表国内外SCI期刊论文29篇，引用达到近345次，其中以第一/共一/通讯作者身份在上发表了7篇SCI论文（IF > 10），包括Nat. Commun.、Adv. Mater.、InfoMat、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Adv.Sci.和Adv. Opt. Mater.。参与了多项国自然基金委、装备预研和JKW等项目。

韩 利，博士，助理研究员，现国科大杭州高等研究院博士后。主要研究领域包括二维材料等离激元、人工微结构及其光电探测应用等，近五年在Light: Science & Applications、Advanced Optical Materials、ACS Photonics等SCI期刊发表学术论文15篇，其中第一或通讯作者6篇；参与国家自然科学基金、上海市自然科学基金等多项课题。

  张拾，2020级研究生,2022级博士研究生。本科毕业于电子科技大学，研究生专业：电子信息。   

l 课题：拓扑量子材料的红外与太赫兹光电响应研究。

l 论文：High-frequency enhanced response based on Sb2Te3 topological insulators, 10(10) 2302-2308 

         (2022). (IF: 7.254/Q1)

l 专利：一种拓扑增强性太赫兹光电探测器及其制备方法;一种室温双通道可调控的太赫兹波探测器；

  马汝佳，2020级研究生。本科毕业于中国海洋大学，研究生专业：电子信息。

l 课题：光子计数激光探测雷达浅水区数据研究；

l 论文：KNN Based Denoising Algorithm for Photon-Counting LiDAR: Numerical Simulation and Parameter Optimization Design. Remote Sens, 14(24), 6236 (2022). (IF:5.349/Q2)

l 会议：第八届国际新型光电探测技术及其应用研讨会汇报—海洋生态要素激光探测技术。

  陈星宇，2021级研究生。本科毕业于北京交通大学，研究生专业：电子信息。

l 课题：针对激光雷达成像系统电路以及成像降噪处理；

l 竞赛：美国大学生数学建模竞赛全球H奖（二等奖）；

l 竞赛：“华为杯”全国研究生数学建模竞赛全国三等奖；

l 专利：“一种单模-少模结构光纤错位熔接输出光斑图像的光学测量方法”（申请中）。

  施超凡，2021级研究生。本科毕业于武汉工程大学，研究生专业：材料与化工。

l 课题：基于二维材料的中长波高性能光电探测器；

l 专利：一种场操纵可调的光电灵敏性探测器（申请中）。

   章郑扬，2021级研究生。本科毕业于吉林大学，研究生专业：电子信息。

l 课题：光学神经网络的构建和仿真以及光学成像的图形学处理。

   杨程森，2021级研究生。本科毕业于华中科技大学，研究生专业：电子信息。

l 课题：基于微纳人工结构及新型光学元件的仿真研究。

  于士澳，2021级研究生。本科毕业于哈尔滨工业大学，研究生专业：电子信息。

l 课题：针对激光雷达成像系统整机电路研究、成像降噪处理、以及成像系统构建以及仪器测控系统界面的处理。

工作室招生专业

1. 电子信息:

研究方向：电子信息类（光学工程-光电材料与器件），集成电路工程，光电信息工程（光电器件及应用），人工智能与超材料结合。

2. 电子科学与技术：

研究方向：电子科学与技术，集成电路设计，光电工程，微电子学与固体电子学（光场调控技术与应用、微结构光电材料与器件、二维光电材料与器件、人工智能与超材料结合），电路与系统，物理电子学，电磁场与微波技术。

3. 光学工程：

研究方向：光电科学与工程，光学工程（微尺度光场调控，微结构光电科学与技术，二维材料光电子学、光子集成与光电集成芯片），光电检测技术及仪器。

4. 材料科学与工程:

研究方向：半导体材料与器件，低维量子物理与材料，微尺度科学与技术，纳米材料与纳米技术。

工作室团队、文化等其它需要说明的内容。

   陈效双工作室打破常规研究生工作室规定，探寻更加高效、合理、灵活的形式。在例会、考勤、项目课题等方面采用更加灵活多样的方式，不仅仅局限于每两周固定时间，而且更加重视在日常生活中进行总结归纳。工作室不定时组织组会、交流学术成果以及科研进展。同时举行外出游玩、聚餐等集体活动。在游玩、聚餐的过程中，一方面加深整个工作室的凝聚力、促进彼此之间的感情；另一方面也在外出游玩、聚餐的过程中，穿插学术交流等活动，充分利用游玩、聚餐机会夯实同学们的理论基础。

科学研究和学术讨论

科普与成果转化

课外活动和团队精神