| 性 别 |
男 |
最高学历 |
博士研究生 |
| 职 称 |
研究员 |
专家类别 |
博导、国家杰出青年科学基金获得者 |
| 部 门 |
沈阳材料科学国家研究中心/先进炭材料研究部 |
| 通讯地址 |
辽宁省沈阳市沈河区文化路，中国科学院金属研究所，先进炭材料研究部 |
| 邮政编码 |
110016 |
电子邮件 |
dmsun@imr.ac.cn |
| 电 话 |
+86-24-83973579 |
传 真 |
+86-24-83973579 |
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| 简历： |
1997/09-2001/06: 本科, 电子材料与元器件专业, 电子工程系, 吉林大学.
2001/09-2006/06: 博士, 微电子学与固体电子学专业, 集成光电子学国家（联合）重点实验室, 电子科学与工程学院, 吉林大学.
2006/09-2008/04: 博士后研究员, 前沿创造共同研究中心, 日本东京工业大学.
2008/04-2009/03: 博士后研究员, 精密工学研究所, 日本东京工业大学.
2009/04-2012/05: 博士后研究员, 量子工学研究科, 日本名古屋大学.
2012/06-现在: 研究员, 先进炭材料研究部, 沈阳材料科学国家研究中心, 中国科学院金属研究所.
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| 研究领域： |
（1）碳基电子器件；
（2）低维材料半导体器件；
（3）柔性电子器件；
（4）热电制冷器件；
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| 承担科研项目情况： |
(1) 提出一种气相过滤转移技术制备柔性高性能碳纳米管薄膜晶体管和集成电路的方法，在大幅提高薄膜晶体管器件性能基础上，实现了碳纳米管时序逻辑集成电路。
图1. 柔性碳纳米管薄膜晶体管和集成电路
（Nature Nanotechnology, 6, 156-161, 2011）
(2) 提出全碳薄膜晶体管的设计思想，构建了全碳薄膜晶体管和集成电路，通过塑型技术获得了透明立体的集成电路。
图2. 可塑的全碳薄膜晶体管和集成电路
（Nature Communications, 4, 2302, 2013）
(3) 将传统半导体工艺与石墨烯薄膜转移技术相结合，构筑了硅-石墨烯-锗晶体管，利用硅-石墨烯肖特基结作为发射结，与采用隧穿发射结的器件相比，显著缩短了发射结的延迟时间，使器件工作频率从MHz频段提高至GHz频段，在理论上具备达到THz频段的潜力，同时所设计的垂直器件结构更加适合未来三维集成电路架构。该论文被评选为Nature Communications期刊2019年发表的论文中“最受关注的前50篇物理类论文”之一。
图3. 垂直异质结构的硅-石墨烯-锗晶体管
（Nature Communications, 10, 4873, 2019）
(4) 以石墨为电极，利用超薄的氮化硼作为范德瓦尔斯异质结的隧穿层，构建了具有多功能整流特性的隧穿晶体管。通过在金属和半导体界面之间引入双层氮化硼，由此产生的隧穿结势垒有效阻止了界面处的费米能级钉扎效应，消除了界面处通常存在的肖特基势垒，从而通过石墨背栅实现了二硫化钼器件界面费米能级的精确静电调控。所获得的二硫化钼隧穿晶体管仅通过栅极静电调控即可实现具有不同功能的整流器件，包括p-n二极管、双向全关、n-p二极管、双向全开器件。
图4. 具有多功能整流特性的异质结隧穿晶体管
（Nature Communications, 8, 970, 2017）
(5) 从亚纳米尺度芯片逻辑单元的设计与构筑的核心科学问题出发，瞄准固态物质的极限尺寸，发展了功能材料化学气相沉积与传统半导体加工制程结合的系列制备方法，构筑出单原子层沟道鳍式晶体管（FinFET）阵列，并阐明了其器件输运性能的调控机理，为后摩尔时代新器件的发展提供了新思路。通过引入碳纳米管替代传统金属作为栅极材料，获得了比传统金属栅极更好的包覆性，有效提高了器件性能。所制备的鳍式场效应晶体管的电流开关比达107，具有优异的抗短沟道效应，漏极引入的势垒降仅为5 mV/V。该工作比硅基FinFET的沟道宽度减小了一个数量级，达到单原子层极限的亚纳米尺度（0.6 nm），同时获得了最小间距为50 nm的单原子层沟道鳍阵列。该研究入选2020年度中国半导体十大研究进展。
图5. 单原子层沟道的鳍式晶体管及阵列
（Nature Communications, 11, 1205, 2020）
(6) 提出了一种连续制备、沉积和转移单壁碳纳米管薄膜的方法，实现了米级高性能单壁碳纳米管薄膜的连续制备与收集。在碳纳米管网络的交叉节点处形成了碳焊结构，可使金属性-半导体性碳纳米管间的肖特基接触转变为近欧姆接触，从而显著降低了碳纳米管间的接触电阻，制备的碳纳米管薄膜具有优异的光电性能，薄膜尺寸比已报道结果提高了两个数量级以上。
图6. 米级单壁碳纳米管薄膜及柔性透明器件
（Advanced Materials, 30, 1802057, 2018）
(7) 提出一种基于铝纳米晶浮栅的碳纳米管光电传感存储器，实现了同时具备光电传感和存储功能的碳基原型器件。构建的碳纳米管非易失性存储器的电流开关比高达106、存储时间达到108 s、读写操作超过104次，且具有稳定的柔性使役性能。针对氧化生成的极薄AlOx层，电荷的隧穿机制由福勒-诺德海姆隧穿变成直接隧穿，进而制备出32×32像素的非易失性柔性紫外光面阵，首次实现了光学图像传感与图像存储一体化的碳基电路。
图7. 柔性单壁碳纳米管一体化光电存储电路
（Advanced Materials, 32, 1907288, 2020）
(8) 提出一个1024像素的柔性光电传感器阵列构筑方法，使用半导体性碳纳米管和钙钛矿量子点的组合作为神经形态视觉系统的有源敏感材料，获得了光响应度高达5.1×107 A/W、探测率高达2×1016 Jones的芯片。该芯片还具备弱光脉冲（1 μW/cm2）的光学传感和生物突触功能，可同时完成光信号激励响应和基于突触可塑性等信息预处理功能，满足模拟生物视觉系统的灵活性、复杂性和适应性要求。该研究入选2021年中国光学领域二十大最具影响力事件。
图8. 柔性单壁碳纳米管神经形态光电传感器阵列
（Nature Communications, 12, 1798, 2021）
(9) 提出开展了双异质结光电晶体管研究，形成了空穴引入光增益和电子引入光增益相互加强的正反馈，因此获得的探测率高达3×1015cm Hz1/2 W-1，比以往报道的光电探测器的最佳性能结果提高了两个数量级，双光栅调控机制为构筑超高灵敏度的光电晶体管提供了新思路。该晶体管展现出超高响应度（＞105 A/W）、超高外量子效率（＞107 %）、在二维材料光电探测器中最高的探测度（9.8×1016 Jones）和超快光电响应速度（约100 μs）等诸多优异的光电特性。
图9. 钼基双异质结光电探测器
（Nature Communications, 12, 4094, 2021）
(10) 提出MXene材料的离心、旋涂、光刻和蚀刻半导体工艺方法，实现一种具有微米级分辨率的晶圆级MXene薄膜图案化技术，并构筑了1024高像素密度光电探测器阵列。该阵列具有优异的均匀性、高分辨率成像能力、迄今为止最高的MXene光电探测器的探测度。
图10. MXene晶圆级光电探测器
（Advanced Materials, 2201298, 2022） |
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| 社会任职： |
(1) 第十三届全国人大代表；
(2) 辽宁省科学技术协会第九届常委；
(3) 中国科学技术协会第十届全委；
(4) 沈阳市侨联第九届委员会委员；
(5) 沈阳市侨联特聘专家委员会主任；
(6) 辽宁冷芯半导体科技有限公司联合创始人、董事；
(7) 中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准化委员会委员；
(8) 基金委信息学部重点项目会评专家、优青项目函评专家、重点研发计划会评专家、科技部中青年领军人才会评专家。
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| 获奖及荣誉： |
(1) 2021年国家自然科学基金杰出青年科学基金获得者；
(2) 2015年国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者；
(3) 2012年中国科学院高层次人才引进计划；
(4) 2013年中组部高层次人才计划入选者；
(5) 2018年兴辽英才计划青年拔尖人才入选者；
(6) 2020年中国科学技术大学优秀博士学位论文指导教师；
(7) 2018年度中国科学院沈阳分院优秀共产党员；
(8) 2020年度中国科学院沈阳分院优秀共产党员；
(9) 2021年中国科学院金属研究所年度科技创新奖。
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| 代表论著： |
(1) Bo Li#, Qian-Bing Zhu#, Cong Cui#, Chi Liu*, Zuo-Hua Wang, Shun Feng, Yun Sun, Hong-Lei Zhu, Xin Su, Yi-Ming Zhao, Hong-Wang Zhang, Jian Yao, Song Qiu, Qing-Wen Li, Xiao-Mu Wang*, Xiao-Hui Wang*, Hui-Ming Cheng, and Dong-Ming Sun*, Patterning of wafer-scale MXene films for high-performance image sensor arrays, Advanced Materials, 2201298, 2022.
(2) Shun Feng#, Chi Liu#, Qianbing Zhu, Xin Su, Wangwang Qian, Yun Sun, Chengxu Wang, Bo Li, Maolin Chen, Long Chen, Wei Chen, Lili Zhang, Chao Zhen, Feijiu Wang, Wencai Ren, Lichang Yin*, Xiaomu Wang*, Hui-Ming Cheng* & Dong-Ming Sun*, An ultrasensitive molybdenum-based double-heterojunction phototransistor, Nature Communications, 12, 4094, 2021.
(3) Qian-Bing Zhu#, Bo Li#, Dan-Dan Yang, Chi Liu, Shun Feng, Mao-Lin Chen, Yun Sun, Ya-Nan Tian, Xin Su, Xiao-Mu Wang, Song Qiu*, Qing-Wen Li, Xiao-Ming Li*, Hai-Bo Zeng, Hui-Ming Cheng*, Dong-Ming Sun*, A flexible ultrasensitive optoelectronic sensor array for neuromorphic vision systems, Nature Communications, 12, 1798, 2021.
(4) Yi-Lun Hong#, Zhibo Liu#, Lei Wang#, Tianya Zhou, Wei Ma, Chuan Xu, Shun Feng, Long Chen, Mao-Lin Chen, Dong-Ming Sun, Xing-Qiu Chen, Hui-Ming Cheng, Wencai Ren*, Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials, Science, 369, 6504, 670-674, 2020.
(5) Mao-Lin Chen, Xingdan Sun, Hang Liu, Hanwen Wang, Qianbing Zhu, Shasha Wang, Haifeng Du, Baojuan Dong*, Jing Zhang, Yun Sun, Song Qiu, Thomas Alava, Song Liu*, Dong-Ming Sun* & Zheng Han*, A FinFET with one atomic layer channel, Nature Communications, 11, 1205, 2020.
(6) Ting-Yu Qu, Yun Sun, Mao-Lin Chen, Zhi-Bo Liu, Qian-Bing Zhu, Bing-Wei Wang, Tian-Yang Zhao, Chi Liu, Jun Tan, Song Qiu*, Qing-Wen Li, Zheng Han*, Wei Wang, Hui-Ming Cheng*, Dong-Ming Sun*, A flexible carbon nanotube sen-memory device, Advanced Materials, 21, 1907288, 2020.
(7) Hanwen Wang, Mao-Lin Chen, Mengjian Zhu, Yaning Wang, Baojuan Dong, Xingdan Sun, Xiaorong Zhang, Shimin Cao, Xiaoxi Li, Jianqi Huang, Lei Zhang, Weilai Liu, Dongming Sun, Yu Ye, Kepeng Song, Jianjian Wang, Yu Han, Teng Yang*, Huaihong Guo, Chengbing Qin*, Liantuan Xiao, Jing Zhang, Jianhao Chen*, Zheng Han* & Zhidong Zhang, Gate tunable giant anisotropic resistance in ultra-thin GaTe, Nature Communications, 10, 2302, 2019.
(8) Chi Liu, Wei Ma, Maolin Chen, Wencai Ren, Dongming Sun*, A vertical silicon-graphene-germanium transistor, Nature Communications, 10, 4873, 2019.
(9) Qun Jin, Song Jiang, Yang Zhao, Dong Wang, Jianhang Qiu, Dai-Ming Tang, Jun Tan, Dong-Ming Sun, Peng-Xiang Hou, Xing-Qiu Chen, Kaiping Tai*, Ning Gao*, Chang Liu*, Hui-Ming Cheng, Xin Jiang, Flexible layer-structured Bi2Te3 thermoelectric on a carbon nanotube scaffold, Nature Materials, 18, 62-68, 2019.
(10) Bingwei Wang, Song Jiang, Qianbing Zhu, Yun Sun, Jian Luan, Pengxiang Hou, Song Qiu, Qingwen Li, Chang Liu*, Dongming Sun*, Hui-Ming Cheng*, Continuous fabrication of meter-scale single-wall carbon nanotube films and their use in flexible and transparent integrated circuits, Advanced Materials, 30:1802057, 2018.
(11) Song Jiang#, Peng-Xiang Hou#, Mao-Lin Chen, Bing-Wei Wang, Dong-Ming Sun, Dai-Ming Tang, Qun Jin, Qing-Xun Guo, Ding-Dong Zhang, Jin-Hong Du, Kai-Ping Tai, Jun Tan, Esko I. Kauppinen, Chang Liu*, and Hui-Ming Cheng*, Ultrahigh-performance transparent conductive films of carbon-welded isolated single-wall carbon nanotubes, Science Advances, 4, 5, eaap9264, 2018.
(12) Xiaoxi Li, Zhiqiang Fan, Peizhi Liu, Maolin Chen, Xin Liu, Chuankun Jia, Dongming Sun*, Xiangwei Jiang, Zheng Han*, Vincent Bouchiat, Junjie Guo, Jianhao Chen, Zhidong Zhang, Ambipolar gate-tunable diode based on tunnel-contacted atomically-thin MoS2, Nature Communications, 8, 970, 2017.
(13) Lili Zhang#, Dong-Ming Sun#, Peng-Xiang, Hou, Chang Liu*, Tianyuan Liu, Jiangfeng Wen, Nujiang Tang, Jian Luan, Chao Shi, Jin-Cheng Li, Hong-Tao Cong, Hui-Ming Cheng, 2017, Selective growth of metal-free metallic and semiconducting single-wall carbon nanotubes, Advanced Materials, 29, 1605719.
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近期获得专利：
(1) 侯鹏翔; 刘畅; 成会明; 石超; 孙东明; 吴安萍; 一种浮动催化剂化学气相沉积法制备多壁碳纳米管膜的方法及装置, 2021-1-26, 中国, CN202110103254.6.
(2) 邰凯平; 赵洋; 乔吉祥; 孙东明; 微型热电器件及其制备方法, 2020-11-5, 中国, CN202011221000.6.
(3) 刘驰; 冯顺; 孙东明; 成会明; 一种基于氧化钼／二硫化钼／氧化钼异质结构的光电晶体管及其制作方法, 2020-8-4, 中国, CN202010773184.0.
(4) 李毅; 炊晓毅; 潘杰; 孙东明; 砖砌结构金属材料及其制备方法, 2018-11-28, 中国, CN201811431043.X.
(5) 孙陨; 曲庭玉; 孙东明; 朱钱兵; 成会明; 基于铝纳米晶浮栅的柔性碳纳米管光电记忆存储器, 2019-4-22, 中国, CN201910325450.0.
(6) 孙东明; 李波; 朱钱兵; 崔聪; 王晓辉; 基于液相MXene材料的薄膜均匀沉积、高精度图案化及光电器件规模化制备方法, 2019-11-4, 中国, CN201911067484.0.
(7) 刘驰; 魏玉宁; 孙东明; 成会明; 一种与金属形成欧姆接触的硅纳米薄膜及其制作方法, 2018-8-20, 中国, CN201810948501.0.
(8) 韩拯; 陈茂林; 孙东明; 孙兴丹; 王汉文; 刘航; 董宝娟; 刘松; 一种单层原子沟道鳍式场效应晶体管的制备方法及产品, 2020-3-4, 中国, CN202010142634.6.
(9) 孙东明; 汪炳伟; 刘畅; 侯鹏翔; 孙陨; 栾健; 成会明; 米级尺度单壁碳纳米管薄膜连续制备转移方法及专用装置, 2019-5-9, 中国, CN201910386388.6.
(10) 孙东明; 陈永洋; 闫欣; 孙陨; 刘畅; 成会明; 一种基于感光干膜工艺的碳纳米管薄膜晶体管及制作方法, 2017-6-5, 中国, CN201710411464.5.
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