姓名：费广涛
地址：科学岛
类型：博导
所在科研单元：固体物理所


导师介绍



费广涛，男，1962年出生，博士，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所纳米材料和纳米结构研究室研究员，博士生导师。费广涛毕业于西安交通大学材料系，在中国科学院固体物理研究所获得硕士和博士学位。曾经在英国牛津大学材料系(Academic Visitor)和德国卡尔斯鲁厄研究中心纳米技术研究所(Guest Scientist)从事科学研究工作。近年来，一直从事纳米材料的可控制备，结构、物性与尺寸的关系。采用内耗方法研究了纳米Pb、In颗粒的表面熔化现象；研究了和尺寸相联系的Ga颗粒相结构的演变；研究了和直径相联系的纳米Ag丝的热膨胀现象；研究了和尺寸相联系的Ni纳米丝的取向生长；研究了和孔径相联系的多孔氧化铝薄膜的透射光截止带、单向光传输特性、毛细凝聚特性；研究发现了多孔银/二氧化钛的全光输入晶体管特性；研究了ZnSeS三元合金纳米丝的可调发光等。迄今为止，在国际刊物上发表SCI论文130多篇，包括发表在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Adv. Func.Mater.、Scientific Reports、Phys. Rev. B、Appl. Phys. Lett.、Europhysics Letters、J. Appl. Phys.、Chem. Commun.、J. Mater. Chem.、Nanotechnology杂志上等。共申请专利46项，已经授权33项。2015年入选中国科学院“特聘研究员”的“特聘骨干人才”层级。作为第一完成人，获2011年度安徽省科学技术奖一等奖一项。2016年获安徽省政府特殊津贴，2017年入选第六批安徽省学术和技术带头人。获得安徽省第六届自然科学优秀学术论文一等奖一项，二等奖多项。做为负责人曾经或正在承担1项国家重点基础研究发展规划项目(973项目)的课题、1项国家重大科学研究计划项目纳米专项的课题、7项国家自然科学基金面上项目、1项中国科学院科研装备研制和改造项目、1项安徽省自然科学基金项目。兼任合肥工业大学兼职教授、《材料研究学报》第四、五届编委会委员。拟招收材料物理与化学、凝聚态物理专业的博士和硕士研究生。

Introduction





研究领域



近年来，一直围绕纳米材料的可控制备与性能调控开展工作。制备了孔径可调的多孔氧化铝薄膜，研究了和孔径相联系的多孔氧化铝片的入射光截止带；制备了ZnSeS三元合金纳米丝，研究了这种纳米丝的可调发光特性；制备了不同直径的Ag、Cu、Ni等纳米丝，研究了和直径相联系的纳米丝的热膨胀现象、和取向相联系的纳米丝的热膨胀现象；制备了不同尺寸的Ga纳米颗粒，研究了和尺寸相联系的Ga颗粒相结构的演变；制备了Bi/Sb超晶格纳米丝。取得的主要研究工作进展如下： 1、制备了孔径可调的多孔氧化铝薄膜，研究了和孔径相联系的多孔氧化铝薄膜的透射光截止带。我们发展了电化学阳极氧化方法，解决了规则的电压波形不能制备周期结构的难题，发现上升跃变、下降渐变不对称的电压波形是制备一维通道内孔洞周期结构的重要条件。在此基础上，成功制备出了具有三维有序孔阵列结构的多孔氧化铝片。这项研究结果发表在Nanotechnology杂志上后，即受到英国物理学会光学分会的关注，并在其网站optics.org上作了特别报道(Featured Journal)。报道指出：“来自中国的研究人员们描述了一种在可见光范围具有很强的光子带隙的大面积的光子晶体的合成方法。……该研究小组描述的方法提供了一种经济、快速的合成大面积光子晶体的可能途径。该合成方法的一个另外的优点是，样品反射的波长可以很容易的由化学刻蚀的时间来加以调节。因此，这种氧化膜可以直接用来制作光学器件，例如窄波段的滤光片等。”现在，我们已经可以在可见光至红外光范围对入射光截止带进行调控，这可以在防伪、标记等方面具有潜在的应用价值。在这一方面，我们分别在Sci.Rep.、Nano Research、Nanotechnology、J. Opt. Soc. Am. B、Nanoscale. Res. Lett.、J. Mater. Chem. C、Electrochemical and Solid-State Letters、Annalen der Physik、Mater. Lett.等杂志上发表系列文章。 2、制备了具有可调带隙辐射的ZnSxSe1-x三元合金纳米丝，研究了这种纳米丝的可调发光。宽带隙II-VI族半导体具有良好的光学性能，可以成为蓝色至紫外光区的发射器。从而，大量的工作致力于一维II-VI族半导体的制备和光电性能的研究。由于二元II-VI族半导体带隙固定不可改变，在实际应用中会受到很大限制。在能带工程中，制备两种或两种以上半导体的合金是改变材料能带结构的有力的方法。以此为依据，我们制备了ZnSxSe1-x合金纳米线，光致发光测试表明，随着成分x的减小，ZnSxSe1-x合金纳米线的带隙辐射可以从370nm连续变化到463nm，并且，发光峰很窄。本项研究在Adv. Mater.杂志上发表。文章发表后，香港中文大学****在Adv. Mater., 20 (2008) 3294-3297上发表文章，认为据他们所知，除了最近我们获得ZnSSe纳米线外，“几乎没有其它关于一维ZnSSe纳米材料的报道”。美国Arizona State University的****在IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 17(4) (2011) 808-818上发表Invited Paper文章，认为我们是“第一次”(for the first time)成功地合成了ZnSxSe1-x合金纳米线。 3、研究了和直径相联系的纳米Ag丝的热膨胀现象。准一维纳米材料在纳米器件功能化和集成化等领域具有重要的潜在应用前景，然而，人们对其热学性质研究较少。为此，我们采用变温X射线衍射的方法研究了Ag纳米线的热膨胀性质及其与尺寸的依赖关系，研究了和取向相联系的纳米Cu丝的热膨胀现象。我们详细讨论了影响纳米线热膨胀的因素，认为纳米线的热膨胀是由晶体的本征热膨胀、表面张力、模板的限域以及空位的影响集体作用的结果，利用空位形状变化的模型进行了理论计算，并与实验测量得到的热膨胀系数进行了比较。系列工作发表在Appl. Phys. Lett.刊物2篇，J. Phys. Chem. C上1篇、Nanotechnology上1篇文章。我们提出的模型被1篇发表在Appl. Phys. Lett., 93 (2008) 171912上的文章接受，用来解释他们自己的工作。 4、研究了和尺寸相联系的Ga颗粒相结构的演变。描述材料状态有三个基本参数，即P、T、V。过去人们描述材料的相结构通常只考虑温度T和压力P两个参数，而对体积V的考虑往往很少。基于此，我们研究了在介观尺度下Ga的体积与其相结构的关系，研究了Ga的固态相变和Ga颗粒的尺寸的关系。我们把Ga液滴粉碎并分散在MMA单体中，制得分散在PMMA基体中的颗粒尺寸呈梯度分布的Ga颗粒的样品。实验发现，Ga的相结构与其颗粒尺寸相关，不同尺寸的Ga颗粒对应着镓的稳态相和不同的亚稳相，我们初步给出了Ga的相结构与颗粒尺寸的关系图。采用相选择的成核控制解释了Ga颗粒的尺寸与其相结构的关系。系列工作发表在Phys. Rev. B、J. Phys.: Condens. Matter、Europhysics Letters等刊物上。 5、制备了Bi/Sb超晶格纳米丝。随着人们对环境和能源问题的重视，热电材料受到了普遍关注，成为当今材料科学领域的研究热点之一。理论研究认为，具有超晶格结构的Bi/Sb纳米线阵列，可以有效地增加电导，降低热导，从而可以大大地提高热电材料的性能。我们在氧化铝模板中，采用调制脉冲电沉积技术，利用Bi、Sb离子的还原电位和电沉积效率的不同，通过控制溶液的组分条件，在单一溶液中成功地制备出了排列有序、分布均匀的Bi/Sb超晶格纳米线阵列。基于模板的超晶格纳米丝阵列强度高、制作成本低，并且有望在器件微型化方面得到应用。该项研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.杂志上。文章发表后，被很多文章引用，尤其是被一些综述性的文章引用，大段地介绍我们的工作，并且引用我们的图。美国University of California-Riverside的****在综述文章(Electrochimica Acta, 53(28) (2008) 8103-8117)中评价认为我们的制备方法是一种合成超晶格的“有力工具”“powerful tool”，同时也揭示了电沉积技术的“多功能性”“versatility”。德国Technische Universitat Darmstadt大学****在化学领域影响因子高达28.76的著名杂志Chem. Soc. Rev.上发表评论文章，评价这种Bi/Sb超晶格结构在热电材料领域有潜在的应用。在这一方面，我们分别在Nanotechnology、J. Mater. Chem. C等杂志上发表系列文章。

招生专业



博士招生计划：          1、专业：材料物理与化学招生方向：光电功能材料的合成与表征学术硕士招生计划：          1、专业：材料物理与化学（硕士）招生方向：光电功能材料的合成与表征专业学位硕士招生计划：          1、专业：材料与化工（专硕）招生方向：光电功能材料的合成与表征工程博士招生计划：          1、专业：材料与化工招生方向：材料与化工博士招生计划：          1、专业：材料物理与化学招生方向：光电功能材料的合成与表征          2、专业：材料物理与化学招生方向：纳米材料的合成与表征学术硕士招生计划：          1、专业：材料物理与化学（硕士）招生方向：光电功能材料的合成与表征          2、专业：材料物理与化学（硕士）招生方向：纳米材料的合成与表征专业学位硕士招生计划：          1、专业：材料与化工（专硕）招生方向：光电功能材料的合成与表征          2、专业：材料与化工（专硕）招生方向：纳米材料的合成与表征工程博士招生计划：          1、专业：材料与化工招生方向：材料与化工博士招生计划：          1、专业：材料物理与化学招生方向：光电功能材料的合成与表征          2、专业：材料物理与化学招生方向：纳米材料的合成与表征学术硕士招生计划：          1、专业：材料物理与化学（硕士）招生方向：光电功能材料的合成与表征          2、专业：材料物理与化学（硕士）招生方向：纳米材料的合成与表征专业学位硕士招生计划：          1、专业：材料与化工（专硕）招生方向：光电功能材料的合成与表征          2、专业：材料与化工（专硕）招生方向：纳米材料的合成与表征

研究成果



Xiao Guo, Guang Tao Fei*, Hao Su, and Li De Zhang, High-Performance and Reproducible Polyaniline Nanowire/Tubes for Removal of Cr(VI) in Aqueous Solution, J. Phys. Chem. C, 115(5) (2011) 1608-1613.
Yao Zhang, Guang Tao Fei*, and Li De Zhang, Plasmon Hybridzation in Coated Metallic Nanosphere, Journal of Applied Physics, 109(5) (2011) 054315.
Xin Feng Li, Guang Tao Fei*, Xiao Meng Chen, Yao Zhang, Kang Zheng, Xiang Lan Liu and Li De Zhang, Size-temperature phase diagram of gallium, Europhysics Letters, 94(1) (2011) 16001.
Shao Hui Xu, Guang Tao Fei*, Yao Zhang, Xin Feng Li, Zhen Jin and Li De Zhang, Size-dependent Melting Behavior of Indium Nanowires, Physics Letters A, 375(16) (2011) 1746-1750.
Hui Li, Guang Tao Fei*, Ming Fang, Ping Cui, Xiao Guo, Peng Yan, and Li De Zhang, Synthesis of urchin-like Co3O4 hierarchical micro/nanostructures and their photocatalytic activity, Applied Surface Science, 257(15) (2011) 6527-6530.
Shao Hui Xu, Guang Tao Fei*, Xiao Guang Zhu, Biao Wang, Bing Wu and Li De Zhang, Facile and Universal Way to Fabricate Superlattice Nanowire Arrays, Nanotechnology, 22(26) (2011) 265602.
Yan Qin Zhu, Guang Tao Fei*, Yao Zhang, Xiao Meng Chen, Hai Bin Tang, Li De Zhang, Two-step Synthesis of ZnO Rod-needle Nanostructures using a ZnS Source, J. Phys. Chem. C, 115(28) (2011) 13541-13946.
Yan Su, Guang Tao Fei*, Yao Zhang, Peng Yan, Hui Li, Guo Liang Shang, Li De Zhang, Controllable preparation of the ordered pore arrays anodic alumina with high-quality photonic band gaps, Materials Letters, 65(17-18) (2011) 2693-2695.
Xiao Guo, Guang Tao Fei*, Hao Su and Li De Zhang, Synthesis of polyaniline micro/nanospheres by a copper(II)-catalyzed self-assembly method with superior adsorption capacity of organic dye from aqueous solution, Journal of Materials Chemistry, 21(24) (2011) 8618-8625.
Yan Su, Guang Tao Fei*, Yao Zhang, Hui Li, Peng Yan, Guo Liang Shang, Li De Zhang, Anodic Alumina Photonic Crystal Heterostructures, Journal of the Optical Society of America B, 28(12) (2011) 2931-2933.
Peng Yan, Guang Tao Fei*, Yan Su, Guo Liang Shang, Hui Li, Bing Wu and Li De Zhang, Anti-Counterfeiting of One-Dimensional Alumina Photonic Crystal by Creating Defects, Electrochem. Solid-State Lett., 15(3) (2012) K23-K26.
Peng Yan, Guang Tao Fei*, Guo Liang Shang, Bing Wu, and Li De Zhang, Fabrication of one-dimensional alumina photonic crystals with narrow band gap and their application to high-sensitivity sensor, J. Mater. Chem. C, 1(8) (2013) 1659-1664.
Shao Hui Xu, Guang Tao Fei*, Xiao Guang Zhu, and Li De Zhang, Orientation-dependent Growth Rate of Crystalline Plane Study in Electrodeposited Ni/Cu Superlattice Nanowires, CrystEngComm, 15(20) (2013) 4070-4076.
Guo Liang Shang, Guang Tao Fei*, Yao Zhang, Peng Yan, Shao Hui Xu, and Li De Zhang, Preparation of narrow photonic bandgaps located in near infrared region and their applications on ethanol gas sensing, J. Mater. Chem. C, 1(34) (2013) 5285-5291.
Guo Liang Shang, Guang Tao Fei*, Shao Hui Xu, Peng Yan, Li De Zhang, Preparation of the very uniform pore diameter of anodic alumina oxidation by voltage compensation mode, Materials Letters, 110 (2013) 156-159.
Hao Miao Ouyang, Guang Tao Fei*, Yao Zhang, Hao Su, Zhen Jin, Shao Hui Xu, and Li De Zhang, Large scale free-standing open-ended TiO2 nanotube arrays: stress-induced self-detachment and in-situ pore opening, J. Mater. Chem. C, 1(45) (2013) 7498-7506.
Guo Liang Shang, Guang Tao Fei*, Yao Zhang, Peng Yan, Shao Hui Xu, Hao Miao Ouyang and Li De Zhang, Fano resonance in anodic aluminum oxide based photonic crystals, Scientific Reports, 4 (2014) 3601.
Xu Dong Gao, Guang Tao Fei*, Hao Miao Ouyang, Shao Hui Xu, Hai Li Yi, Bing Wu, and Li De Zhang, Ultrathin open-ended porous TiO2 membranes for surface nanopatterning in fabricating nanodot arrays, Chem. Commun., 50 (92) (2014) 14317-14320.
Hao Miao Ouyang, Zhen Jin*, Guang Tao Fei*, Xiao Ye Hu, Shao Hui Xu, Yan Deng, Generic Synthesis of TiO2 Based Nanocables by Using the Through-Hole TiO2 Nanotube Arrays as Template, Nanoscience and Nanotechnology Letters, 6 (2014) 493-496.
Shao Hui Xu, Guang Tao Fei*, Hao Miao Ouyang, Yao Zhang, Peng Cheng Huo and Li De Zhang, Controllable Fabrication of Nickel Nanoparticle Chains Based on Electrochemical Corrosion, J. Mater. Chem. C, 3(9) (2015) 2072-2079.
Xin Xin Gong, Ming Fang*, Guang Tao Fei*, Mao Liu, Fa Di Li, Guo Liang Shang and Li De Zhang, LiTaO3 microcubes: the layered structure and the increased Curie temperature, RSC Advances, 5(40) (2015) 31615-31621.
Guo Liang Shang, Guang Tao Fei*, and Li De Zhang, Experimental realization of tunable defect mode in photonic crystal, J. Phys. D: Appl. Phys., 48(43) (2015) 435304 (5pp).
Yue Li, Guang Tao Fei*, Shao Hui Xu, Guo Liang Shang, and Li De Zhang, Alternative radiative and dark mode-induced multi-broadband transmission in asymmetric metallic grating, Journal of Optics, 18 (2016) 015003(8pp).
Guo Liang Shang, Yao Zhang, Guang Tao Fei*, Yan Su, and Li De Zhang, Energy-lose Induced Unidirectional Light Propagation in Porous Alumina Photonic Crystal, Annalen der Physik, 528(3-4) (2016) 288-294.
Guo Liang Shang, Guang Tao Fei*, Yue Li, and Li De Zhang, Influences of dielectrics with light absorption on photonic bandgaps of porous alumina photonic crystals, Nano Research, 9(3) (2016) 703-712.
发明名称：氧化铝光子晶体异质结及其制备方法申请人：苏燕、费广涛、张尧申请号：5.8申请日：2011-02-17
发明名称：棒-针状纳米氧化锌阵列及其制备方法申请人：朱燕琴、费广涛、张尧、陈晓萌申请号： 2.3申请日：2011-02-18
发明名称：一维轴向型的纳米氧化锌/硫化锌异质结及其制备申请人：朱燕琴、费广涛申请号：6.x申请日：2011-4-19
发明名称：二氧化钛纳米孔阵列薄膜的制备方法申请人：高旭东、费广涛、欧阳浩淼、郭霄申请号：5.6申请日：2011-07-21
发明名称：氧化锌微-纳结构薄膜及其制备方法申请人：杨金玲、费广涛、李惠、欧阳浩淼、朱燕琴申请号：1.4申请日：2011-10-21
发明名称：聚苯胺微米空心球的制备方法申请人：王庆、费广涛、郭霄、许少辉、杨金玲申请号：8.x申请日：2012-4-18
发明名称：碲纳米颗粒及其制备方法申请人：王晶、方明、张立德、费广涛申请号：8.0申请日：2012-4-25
发明名称：均一孔径结构的阳极氧化铝模板的制备方法申请人：商国亮、费广涛、闫鹏、许少辉申请号：5.5申请日：2012-6-20
发明名称：阳极氧化铝光子晶体的制备方法和用途申请人：商国亮、费广涛、闫鹏、许少辉申请号：8.5申请日：2012-6-20
发明名称：银-铋超晶格纳米线阵列及其制备方法和用途申请人：游巧、费广涛、许少辉申请号：0.8申请日期：2013-1-15
发明名称：氧化铜膜连接金属镍颗粒组成的纳米链及其制备方法申请人：许少辉、费广涛申请号：7.0申请日：2013-03-06
发明名称：银纳米颗粒链的制备方法申请人：许少辉、费广涛、游巧、霍鹏程申请号：5.5申请日：2013-03-06
发明名称：内孔径周期变化和可调的TiO2纳米管阵列薄膜的制备方法申请人：欧阳浩淼、费广涛、高旭东申请号：1.1申请日：2013-10-17
发明名称：孔径和厚度可调的超薄双通二氧化钛纳米孔阵列薄膜的制备方法申请人：高旭东、费广涛、欧阳浩淼、易海丽、李阿蕾申请号：6.7申请日：2013-11-21
发明名称：红外探测器及其制备方法申请人：张阳、费广涛、霍鹏程、付文标、欧阳浩淼、高旭东申请号：6.0申请日：2014-4-11
发明名称：石墨烯纳米网的制备方法申请人：易海丽、费广涛、高旭东、王敏、胡泽敏申请号：1.8申请日：2014-10-24
发明名称：一种在石墨烯上制备纳米金属颗粒阵列的制备方法申请人：李阿蕾、费广涛、欧阳浩淼申请号：3.x申请日：2015-7-17
发明名称：铋纳米孔阵列薄膜及其制备方法申请人：宋豪杰、张俊喜、费广涛、张立德申请号：4.2申请日：2015-7-24
发明名称：周期可调的周期层状结构TiO2纳米管阵列薄膜及其制备方法申请人：欧阳浩淼、费广涛、高旭东申请号：3.3申请日：2015-9-14
发明名称：五氧化二钽八面体及其制备方法申请人：宫欣欣、费广涛、方明申请号：7.8申请日：2015-10-15