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李述汤，材料学家,中国科学院院士及第三世界科学院院士,现任香港城市大学物理与材料学系讲座教授及超金刚石及先进薄膜研究中心主任,兼任中国科学院理化技术所“纳米有机光电子实验室”及苏州大学功能纳米与软物质（材料）实验室主任。李院士1969年在香港中文大学获学士学位；1971年在美国Rochester 大学获硕士学位；1974年在加拿大英属哥伦比亚大学化学系获博士学位；1974～1976年在美国加州大学伯克力分校做博士后研究；1976～1994年在美国柯达公司任研究员；1994年到香港城市大学工作，任物理与材料科学系讲座教授及“超金刚石及先进薄膜研究中心”主任。李述汤院士长期从事纳米材料、有机发光材料、金刚石及超硬薄膜材料的研究，取得了一系列创新性研究成果。2001年获德国洪堡基金会“研究成就奖”，2003年及2005年分别获得国家自然科学奖二等奖。在国内外著名期刊发表学术论文650余篇，出版专著6部，拥有专利20余项，其中3篇在Science上发表，2篇在Nature上发表，论文被引用超过 10000次。现任著名国际期刊《应用物理快报》（Applied Physics Letters）和《金刚石及相关材料》(Diamond & Related Materials)副主编，《固态物理》(Physica Status Solidi)亚太区主编（2004年至2007年），美国《应用物理杂志》（Journal of Applied Physics）编委（2003年至2005年），德国《先进功能材料》(Advanced Functional Materials) 国际咨询委员会成员等。近年来的主要科技成就简述如下。 1.在半导体一维纳米功能材料及器件研究领域，发明了氧化物辅助合成一维半导体纳米材料专利技术。这种技术具有方法简洁、成本低、产量高等特点，并已被广泛应用于合成其他半导体材料的纳米结构，特别是IIVI族宽带隙光子材料。在2003年成功合成了直径最细的纳米硅线（SiNWs），并在STM下首次在原子尺度上观察到细至一纳米的SiNWs的表面结构，从实验上得到SiNWs的量子效应导致能隙展宽的直接证据，发现氢饱和的SiNWs表面具有很高的稳定性。发展了一系列的一维纳米结构单目标结构和性能表征方法，在单根半导体纳米线及纳米带的表面、横截面结构、能带及光学性质(激光)研究方面获得了许多开创性成果。解决了氢终端SiNWs表面结构和稳定性的关键问题，开发了能够把氧化层从SiNWs上移除并用氢封闭表面的方法。李院士还利用以上纳米材料独特的量子限域效应、尺寸效应及表面效应等在新型高效太阳能电池、纳米发光器件、化学及生物传感器、化学催化等领域开展了大量的应用研究，获得系列创新性成果。 极细纳米硅线上发现量子效应的研究成果被Science以封面文章的形式刊载，李述汤院士也因此成为大中华地区首位在世界顶级学术期刊Science发表封面文章的中国科学家。并且以上主要创新成果2005年获国家自然科学奖二等奖。 2.在有机电致发光材料与器件的研究中，建立了一支完备的涵盖新材料合成、器件制备和性能测试等方向的具有国际水平的研发队伍，先后承担了“九五”和“十五”国家“863”计划“高清晰平板显示专项”的研究工作。还主持了香港政府“ITC”OLED技术产业化重大项目，通过技术转让，与香港OLED产业化技术公司合作等方式，为推进OLED技术在香港地区的产业化做出了突出的贡献。在OLED机理研究、材料开发（包括有机分子材料体系和有机电磷光材料体系）、器件结构设计、稳定性等方面形成了自己的研究特色，进展突出并取得了一系列重要的研究成果，成功申请了10余项美国专利，在许多关键技术上拥有自主知识产权。首次提出了用电偶层的概念解释金属/有机界面能带突变的理论，创新性地用嵌入无机层和修饰有机发光层表面的方法提高有机电致发光器件的发光效率和稳定性。研究团队设计合成了30余种高性能的OLED新材料，其中具有空间位阻结构及高量子效率的磷光材料、高性能的黄色和红色发光材料引起国际同行广泛重视。 3.在金刚石及超硬薄膜材料的研究中，采用多种表面物理手段，在原子尺度上对金刚石在硅衬底上形核、生长及外延的机理进行了深入研究，阐明了这些过程的物理本质。首次观察到金刚石微晶在硅衬底上的台阶和凹陷处成核并直接外延，证明了硅衬底上可以直接外延金刚石而无需过渡层，进而提出先行成核、用离子束选择保留外延核、然后再进行生长的方法在硅衬底上制备出高质量外延金刚石，该方法对离子辅助制备多种薄膜具有重要的指导意义。首次用含烃的离子束生长出异质外延的立方金刚石纳米晶，并从理论上阐述了用低能物种合成纳米金刚石的可行性。采用化学气相沉积和物理气相沉积方法制备了世界上硬度最高的金刚石立方氮化硼异质结薄膜，为其工业化应用奠定了基础。对金刚石在硅衬底上的形核和生长进行了系统深入的研究，发现五种金刚石高密度成核新方法，包括电子回旋共振和微波等离子体化学气相沉积组合方法成核、极低气压下成核、热丝化学气相沉积加双偏压成核、碳离子束处理的硅表面成核、低能烃离子在硅表面形成金刚石纳米晶核等，得到的金刚石成核密度高达7×1011/cm2，是目前文献报道的最高值，并成功获得了3种金刚石新相，为实现生长高质量的金刚石的合成开辟了新方向。进一步将离子束技术应用到合成纳米金刚石及纳米碳管、纳米线和碳化物等新型碳基材料的合成，其中用低能含碳离子束沉积技术合成了一系列碳基纳米材料，包括直径仅有0.4纳米的碳纳米管。在相关材料的应用研究方面，利用金刚石和立方氮化硼材料优异的力学、电学（电子学）、光学、热学、声学、电化学特性和极佳的化学稳定性，目前已经实现了在机械加工工具超硬涂层、场电子发射器件、超高频声表面波器件、化学及生物传感器以及电化学分析与处理（如污水处理和化学分析中的电极）等领域的初步应用。另外，高质量大面积金刚石、立方氮化硼及其复合薄膜的成功合成和掺杂也使大功率高温高速电子器件的制备成为可能。研究成果解决了在金刚石及相关材料研究领域多年来人们期待解决的问题，无论在理论上还是在实际应用方面都具有重要科学意义。以上主要创新成果2002年获国家自然科学奖二等奖。 |
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