人才信息库
徐川
性　别 男 最高学历 博士研究生
职　称 研究员 专家类别 博导、国家优秀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72号，中国科学院金属研究所，沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部
邮政编码 110016 电子邮件 xuc@imr.ac.cn
电　话 +86-24-83970157 传　真  
简历：

2021.11 – 至今 中国科学院金属研究所 研究员

2019.10 – 2021.11 中国科学院金属研究所 项目研究员

2017.07 – 2019.10 中国科学院金属研究所 “葛庭燧奖研金”获得者

2011.09 – 2017.07 中国科学院金属研究所 材料学专业 工学博士

2007.09 – 2011.06 吉林大学 材料物理专业 工学学士
研究领域：

新型二维材料的控制制备、物性研究及应用探索
承担科研项目情况：

（1）辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才项目，XLYC2403170，新型 MoSi2N4材料体系的控制制备、物性研究及应用探索，50万元，2025.01-2027.12，项目负责人。

（2）国家自然科学基金面上项目，52472052，新型层状半导体MoSi2N4和WSi2N4的层数、堆垛控制及物性研究，61.8万元，2025.01-2028.12，项目负责人。

（3）国家自然科学基金优秀青年科学基金项目，52122202，新型二维材料的制备与物性，200万元，2022.01-2024.12，项目负责人。

（4）中国科学院金属研究所人才计划，新型二维材料的制备与物性，70万，2019.10-2023.10，项目负责人。

（5）国家自然科学基金青年科学基金项目，51802314， 厚度可调的高质量超薄二维过渡金属碳化物晶体的制备研究，26万，2019-01-2021-12，项目负责人。

（6）中国科学院，青年创新促进会，2018223，80万，2018-01-2021-12，项目负责人。

（7）中国科学院金属研究所，葛庭燧奖研金，50万，2017-7-2019-7，项目负责人。


重要科研成果：

一、提出了双金属基底CVD方法，生长出系列高质量二维过渡金属碳化物晶体，发现超薄α-Mo2C晶体为稳定的二维超导体（Nat Mater,14 (2015) 1135-1141）。拓展了双金属基底CVD方法：发展出两步CVD法，获得了具有强界面耦合的超薄α-Mo2C晶体与石墨烯的叠层结构，构筑出高透射率的约瑟夫森结超导电子器件（ACS Nano,11 (2017) 5906-5914）；提出三金属基底CVD法，实现了超薄Mo2C晶体的超高浓度磁性元素均匀晶格取代，揭示了磁性掺杂原子与二维超导的交互作用及演变（Adv Mater,32 (2020) 2002825）。

 

图1.(a) 双金属基底CVD生长方法原理示意图；(b,c) CVD生长的二维α-Mo2C晶体；(d,e) 二维α-Mo2C晶体的低温输运性质。

 

图2.(a) 双金属基底两步CVD方法生长的石墨烯/二维α-Mo2C晶体叠层异质结构及(b,c)由其构筑的约瑟夫森结器件性能；(d) Mo和Cr元素EDS mapping；(e) Cr掺杂原子中心及附近的STS谱；(f) Cr掺杂Mo2C器件的近藤效应R-T曲线。

二、合作提出硅元素配位并钝化非层状MoN2表面悬键的思路，创制出一种不存在已知母体材料的全新的二维范德华层状材料MoSi2N4，拓展出MA2Z4材料家族（Science,369,(2020) 670-674）。实验发现单层MoSi2N4热导率高达173 W m-1 K-1，超过已知二维半导体和硅的反常高热导率，并揭示了该反常高热导率来源于外层Si2N2高模量所导致的高德拜温度和小的Grüneisen系数的物理机制。（Nat Commun,15,(2024) 4832）。

图3. (a) 硅配位钝化二维非层状氮化钼生长出全新的单层MoSi2N4材料；(b) MoSi2N4的晶体结构；(c) 单层MoSi2N4的电子结构、光学、电学、力学性质。

三、提出了液态碳源淬火法，制备出纳米晶石墨烯薄膜，揭示了石墨烯力学、电学性质对晶粒尺寸的依赖关系（Nat Commun,10 (2019) 4854），并实现了高质量石墨薄膜的秒级超快制备，具有目前最高的比电磁屏蔽效能（ACS Nano,14 (2020) 3121-3128）；设计制备出两类石墨烯泡沫与聚合物和氧化石墨烯气凝胶杂化的多孔宏观体材料，拓展了石墨烯轻质电磁屏蔽和电化学储能应用（Adv Mater,25 (2013) 1296-1300;Adv Mater,28 (2016) 1603-1609）。

 

图4.(a) 淬火法生长纳米晶石墨烯及石墨膜原理示意图；(b) 纳米晶HR-STEM照片；(c) 平均晶粒尺寸~3.6 nm石墨烯薄膜的带隙与栅压依赖关系；(d) 晶粒尺寸与强度依赖关系；(e) 柔性超薄石墨膜；(f) 石墨厚度方向的生长速率对比；(g)绝对屏蔽效能对比。

 

图4.(a) 复合材料结构示意图和SEM照片；(b) 柔性展示；(c) 不同电导率PDMS/GF在30 MHz-1.5 GHz波段的屏蔽效能； (d) 嵌套结构材料的SEM照片；(d) 9.8 mg cm-2硫含量的嵌套结构重构的XRM三维投影；(f) 与已报道锂硫电池工作载硫量和硫含量的对比。
社会任职：
《国防科技大学学报》青年编委
获奖及荣誉：

2024年荣获2023年国家自然科学奖二等奖（第三完成人）

2024年入选辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才

2023年入选沈阳市“高精尖”科技人才（领军）

2022年荣获中国科学院金属研究所师昌绪青年科技人才基金

2021年国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者

2019年入选中国科学院金属研究所人才计划

2018年入选中国科学院青年创新促进会会员

2018年获中国科学院“优秀博士学位论文”

2017年获中国科学院金属研究所“葛庭燧奖研金”资助

2017年获中国科学院“院长特别奖”

2017年获中国科学院金属研究所“师昌绪奖学金”一等
代表论著：

　　共发表40余篇SCI论文，包括1篇Science、1篇Nature Materials、3篇Nature Communications、6篇 Advanced Materials等，共被SCI他引6400余次，申请国家发明专利20余项，授权10余项，撰写英文专著1章；其中1项成果入选2015年10项国家重大技术进展，1项成果入选2022年全球物理学重点新型前沿。

　 （注：†代表同等贡献作者，*代表通讯作者）

1. C. Xu†,L. B. Wang†,Z. B. Liu,L. Chen,J. K. Guo,N. Kang*,X. L. Ma,H. M. Cheng,W. C. Ren*,Large-area high-quality 2D ultrathin Mo2C superconducting crystals,Nature Materials,14 (11) (2015),1135-1141.

2. C. Xu†,Z. Liu†,Z. Y. Zhang†,Z. B. Liu,J. Y. Li,M. H. Pan*,N. Kang*,H. M. Cheng,W. C. Ren*,Superhigh uniform magnetic Cr substitution in a 2D Mo2C superconductor for a macroscopic-scale Kondo effect,Advanced Materials,32 (38) (2020),2002825.

3. C. Xu†,S. Song†,Z. B. Liu,L. Chen,L. B. Wang,D. X. Fan,N. Kang*,X. L. Ma,H. M. Cheng,W. C. Ren*,Strongly coupled high-quality graphene/2D superconducting Mo2C vertical heterostructures with aligned orientation,ACS Nano,11 (6) (2017),5906-5914.

4. T. Zhao†,C. Xu†,W. Ma†,Z. B. Liu,T. Y. Zhou,Z. Liu,S. Feng,M. J. Zhu,N. Kang,D. M. Sun,H. M. Cheng,W. C. Ren*,Ultrafast growth of nanocrystalline graphene films by quenching and grain-size-dependent strength and bandgap opening,Nature Communications,10 (2019),4854.

5. C. J. He†,C. Xu†,C. Chen†,J. M. Tong,T. Y. Zhou,S. Sun,Z. B. Liu,H. M. Cheng,W. C. Ren*,Unusually high thermal conductivity in suspended monolayer MoSi2N4,Nature Communications,15 (2024),4832.

6. Z. P. Chen†, C. Xu†,C. Q. Ma,W. C. Ren*,H. M. Cheng,Lightweight and flexible graphene foam composites for high-performance electromagnetic interference shielding,Advanced Materials,25 (9) (2013),1296-1300.

7. G. J. Hu†,C. Xu†,Z. H. Sun,S. G. Wang,H. M. Cheng,F. Li,W. C. Ren*,3D graphene-foam-reduced-graphene-oxide hybrid nested hierarchical networks for high-performance Li-S batteries,Advanced Materials,28 (8) (2016),1603-1609.

8. Y. L. Hong†,Z. B. Liu†,L. Wang†,T. Y. Zhou,W. Ma,C. Xu,S. Feng,L. Chen,M. L. Chen,D. M. Sun,X. Q. Chen,H. M. Cheng,W. C. Ren*,Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials,Science,369 (6504) (2020),670-674.

专著章节:

1. C. Xu,L. Chen,Z. B. Liu,H. M. Cheng,W. C. Ren*,“Bottom-Up Synthesis of 2D Transition Metal Carbides and Nitrides”,Chapter 6 in: “2D Metal Carbides and Nitrides (MXenes):Structure,Properties and Applications”,Page: 89-109(ISBN: 978-3-030-19025-5,Editors: B. Anasori,Y. Gogotsi,Springer Nature Switzerland AG,2019,Gewerbestrasse 11,6330 Cham,Switzerland).

近期获得专利：

1.任文才，周天亚，徐川，成会明，一种金属纳米颗粒负载的石墨烯材料的一步超快制备方法，发明专利，专利号：ZL 2022 1 0573349.9，中国。

2.任文才，周天亚，徐川，成会明，一种六方氮化硼薄膜的超快制备方法，发明专利，专利号：ZL 2022 1 0573345.0，中国。

3.任文才，周天亚，徐川，成会明，一种利用高级脂肪醇或高级脂肪酸转移二维材料的方法，发明专利，专利号：ZL 2022 1 0573320.0，中国。

4.任文才，洪艺伦，刘志博，王磊，周天亚，马伟，徐川，陈星，成会明，一类二维层状三元化合物及其制备方法，发明专利，专利号：ZL 2022 1 0573320.0，中国。

5.任文才，陈宗平，徐川，马超群，成会明，轻质柔性石墨烯/聚合物泡沫电磁屏蔽材料及制备和应用，发明专利，专利号：ZL2020 1 0446362.9，中国。

6.任文才，辛星，徐川，成会明，一种快速制备高质量均匀层数石墨烯薄膜的方法，发明专利，专利号：ZL2019 10187318.8，中国。

7.任文才，吴召洪，徐川，成会明，一种高导热石墨烯复合材料的制备方法，发明专利，专利号：ZL 2019 1 0169960.3，中国。

8.任文才，徐川，陈龙，成会明，高质量石墨烯/二维金属碳化物品体垂直异质结构材料及其制备方法，发明专利，专利号：ZL201710429238.X，中国。

9.任文才，徐川，陈龙，成会明，一种高质量超薄二维过渡金属碳化物晶体及其制备方法，发明专利，专利号：ZL201510394667.9，中国。

10.任文才，徐川，胡广剑，李峰，成会明，石墨烯/还原氧化石墨烯杂化嵌套多孔网络结构材料及制备和应用，发明专利，专利号：ZL201510836989.4，中国。

学术活动（近期国际国内会议报告）

1. 2025年5月，第一届全国表界面科学会议-碳基电子器件技术分会，中国，成都，邀请报告

2. 2025年4月，ICEO2015-低维材料与光探测分论坛，中国，昆明，邀请报告

3. 2024年12月，2024腾冲科学家论坛-青年科学家论坛，中国，腾冲，邀请报告

4. 2024年9月，纳米材料与器件创新发展大会2024，中国，温州，邀请报告

5. 2024年3月，无机非金属材料青年学者战略研讨会，中国，上海，口头报告

6. 2024年1月，二维物理与未来信息器件青年学者研讨会，中国，新乡，邀请报告

7. 2022年7月，第十四届全国X射线衍射与新材料学术大会，中国，开封，邀请报告

8. 2021年4月，The 8th International Forum on Graphene，中国，深圳，口头报告
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