潘 东

中国科学院半导体研究所

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潘 东

潘东,男,博士,副研究员,硕士生导师。

1984年10月生,2014年6月于中国科学院半导体研究所凝聚态物理专业获理学博士学位,之后留所工作至今。2017年入选中国科学院青年创新促进会,现为半导体超晶格国家重点实验室副研究员。

取得的重要科研成果及所获奖励:

近10年来,一直从事III-V族半导体材料的分子束外延可控制备,在高品质窄禁带半导体纳米线/片及其异质结构的可控生长以及输运性质研究上取得了多项重要进展。主要包括:(1) 利用分子束外延技术,国际上首次在Si衬底上成功地生长出高质量纯相超细(直径10纳米)InAs纳米线,利用这种纯相超细InAs纳米线制成的MOSFET,开关比达到108量级,是迄今InAs纳米线平面器件的最大开关比。(2) 利用分子束外延技术,国际上创造性地在一维InAs纳米线轴向上生长出了二维高质量InSb纳米片。这种免缓冲层技术制备出来的立式InSb纳米片为纯闪锌矿单晶,结构中观察不到层错及孪晶缺陷。其长度和宽度达到微米量级(大于10微米)、厚度可薄至10纳米。由其制成的场效应器件具有明显的双极性特征,低温下场效应迁移率近20000 cm2 V-1 s-1。这种全新的制备高质量二维InSb单晶材料的方法,有望大大加速InSb材料在纳电子学、光电子学、量子电子学、特别是拓扑量子计算等方面的应用。(3) 利用分子束外延技术,通过调控Sb、As源炉束流以及生长室As蒸汽压的大小,国际上率先在Si衬底及GaAs纳米线上制备出了近全组分可调的高质量GaAs1-xSbx三元合金纳米线。(4) 发明了一种通过控制合金催化剂偏析来实现晶圆级高质量InAs纳米结构的维度调控技术。(5) 在高质量的InAs纳米线及InAsSb纳米线侧壁上分别原位外延出了界面达原子级平整的超导金属Al,成为国际上少数几个掌握原位分子束外延制备高质量窄禁带半导体/超导体异质纳米结构技术的团队。

迄今发表SCI论文41篇,包括:Nano Lett. 9篇,Adv. Mater. 3篇,Phys. Rev. Lett. 1篇,Nanoscale2篇,Nanotechnology4篇,Phys. Rev. B 2篇,Appl. Phys. Lett.8篇。申请国家发明专利3项,获授权2项。在国际半导体物理大会(ICPS)、美国材料学会秋季年会(MRS Fall Meeting)、纳米线周(Nanowire Week)、国际分子束外延大会(ICMBE)、全国半导体物理会议及物理年会等国际和国内重要学术会议上做邀请报告及口头报告10余次。担任Nanoscale、Nanotechnology、J. Appl. Phys.、Chin. Phys. B、J. Phys. D: Appl. Phys.、Nanoscale Res. Lett.、Appl. Surf. Sci.、Materials Research Express、RSC Advances及中国科学:物理学 力学 天文学等杂志的审稿人。

主要研究领域方向:

半导体低维材料物理、拓扑量子计算

联系方式:

Email: pandong@semi.ac.cn,电话:010-82305174

在研/完成项目:

1. 国家自然科学基金面上项目“高质量窄禁带半导体/超导体异质结纳米线网络的原位分子束外延生长及输运性质”(2020-2023,主持)

2. 北京市自然科学基金面上项目“用于拓扑量子计算的窄禁带半导体/超导体异质结纳米线原位分子束外延生长”(2019-2021,主持)

3. 国家自然科学基金青年基金项目“高质量InAs/GaSb异质结纳米线分子束外延生长及隧穿场效应器件研究”(2016-2018,主持)

4. 中国科学院人才专项:中国科学院“青年创新促进会”项目(2017-2020,主持)

5. 国家自然科学基金面上项目“窄禁带半导体InSb低维纳米结构中的自旋调控”(2017-2020,研究骨干)

6. 中国科学院前沿科学重点研究计划项目“第三代磁存储器的新材料及器件原理研究”(2016-2020,研究骨干)

代表性论文:

1.D. Pan, J. Y. Wang, W. Zhang, L. J. Zhu, X. J. Su, F. R. Fan, Y. H. Fu, S. Y. Huang, D. H. Wei, L. J. Zhang, M. L. Sui, A. Yartsev, H. Q. Xu, J. H. Zhao*, Dimension Engineering of High-Quality InAs Nanostructures on a Wafer-Scale, Nano Lett., 19 (2019) 1632.

2. L. X. Li, D. Pan*, Y. Z. Xue, X. L. Wang, M. L. Lin, D. Su, Q. L. Zhang, X. Z. Yu, H. So, D. H. Wei, B. Q. Sun, P. H. Tan, A. L. Pan, J. H Zhao*, “Near Full-Composition-Range High-Quality GaAs1-xSbxNanowires Grown by Molecular-Beam Epitaxy”, Nano Lett., 17 (2017) 622.

3. H. So, D. Pan*, L. X. Li, J. H. Zhao*, “Foreign-Catalyst-Free Growth of InAs/InSb Axial Heterostructure Nanowires on Si (111) by Molecular-Beam Epitaxy”, Nanotechnology, 28 (2017) 135704.

4. L. X. Li, D. Pan*, H. So, X. L. Wang, Z. F. Yu, J. H. Zhao*, “GaAsSb/InAs Core-Shell Nanowires Grown by Molecular-Beam Epitaxy”, J. Alloys Compd., 724 (2017) 659.

5. D. Pan, D. X. Fan, N. Kang, J. H. Zhi, X. Z. Yu, H. Q. Xu*, J. H. Zhao*, “Free-Standing Two-Dimensional Single-Crystalline InSb Nanosheets”, Nano Lett., 16 (2016) 834.

6. D. Pan, M. Q. Fu, X. Z. Yu, X. L. Wang, L. J. Zhu, S. H. Nie, S. L. Wang, Q. Chen, P. Xiong, S. von Molnár, J. H. Zhao*, “Controlled Synthesis of Phase-Pure InAs Nanowires on Si (111) by Diminishing the Diameter to 10 nm”, Nano Lett., 14 (2014) 1214.

7. D. Pan, S. L. Wang, H. L. Wang, X. Z. Yu, X. L. Wang, J. H. Zhao*, “Structure and Magnetic Properties of (In, Mn)As Based Core-Shell Nanowires Grown on Si (111) by Molecular-Beam Epitaxy”, Chin. Phys. Lett., 31 (2014) 078103.

8. D. Pan, J. K. Jian, A. Ablat, J. Li, Y. F. Sun, R. Wu*, “Structure and Magnetic Properties of Ni-Doped AlN Films”, J. Appl. Phys., 112 (2012) 053911.

9. D. Pan, J. K. Jian, Y. F. Sun, R. Wu*, “Structure and Magnetic Characteristics of Si-Doped AlN Films”, J. Alloys Compd., 519 (2012) 41.

10. N. Kang*, D. X. Fan, J. H. Zhi, D. Pan, S. Li, C. Wang, J. K. Guo, J. H. Zhao*, H. Q. Xu*, “Two-Dimensional Quantum Transport in Free-Standing InSb Nanosheets”, Nano Lett., 19 (2019) 561.

11. J. Y. Wang,G. Y. Huang, S. Y. Huang*, J. H. Xue,D. Pan,J. H. Zhao*, H. Q. Xu*, “Anisotropic Pauli Spin-Blockade Effect and Spin-Orbit Interaction Field in an InAs Nanowire Double Quantum Dot”, Nano Lett., 18 (2018) 4741.

12. J. Y. Wang,S. Y. Huang*,G. Y. Huang,D. Pan,J. H. Zhao, H. Q. Xu*, “Coherent Transport in a Linear Triple Quantum Dot Made from a Pure-Phase InAs Nanowire”, Nano Lett., 17 (2017) 4158.

13. M. Q. Fu, Z. Q. Tang, X. Li, Z. Y. Ning, D. Pan, J. H. Zhao, X. L. Wei, Q. Chen*, “Crystal Phase- and Orientation-Dependent Electrical Transport Properties of InAs Nanowires”, Nano Lett., 16 (2016) 2478.

14. X. Li, X. L. Wei*, T. T. Xu, D. Pan, J. H. Zhao, Q. Chen*, “Remarkable and Crystal-Structure-Dependent Piezoelectric and Piezoresistive Effects of InAs Nanowires”, Adv. Mater., 27 (2015) 2852.