陈学元,男,籍贯福建建瓯,博士,研究员。1993年毕业于中国科技大学材料科学与工程系,1998年获中科院福建物质结构研究所物理化学专业理学博士学位。毕业后留所工作,曾任助理研究员、副研究员。2001年至2005年在美国阿岗国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)化学部从事博士后研究。2005年入选中国科学院"百人计划"回国工作。陈学元博士已在NaturePhotonics,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.,Small等刊物发表学术论文120多篇,其中SCI收录论文110多篇,被他人引用1800多次;应邀在国际知名丛书“稀土物理化学手册”和相关专著撰写5篇专章,英文专著2部(合著1部),授权和受理国内外专利22项。目前担任中国科学院海西研究院固态光谱学和光物理国际研究中心主任,ReviewsinNanoscienceandNanotechnology(美国科学出版社)杂志副主编,第十八届国际固体激发态动力学会议(DPC’13)地方组委会共同主席,JournalofLuminescence(DPC’13专辑)GuestEditor,全国掺杂纳米材料发光性质、全国稀土发光材料等学术会议的学术委员会委员,以及中国物理学会、OSA、ACS、RSC、IOP、Elsevier、Wiley-VCH、Springer、IEEE、AIP等70多种SCI国际刊物审稿专家。联系电话:(0591)87642575 E-mail:xchen(at)fjirsm.ac.cn 网页:http://spectra.fjirsm.ac.cn研究方向:1、纳米光谱和光电子学:以自主研制的高分辨激光光谱测试系统为手段,揭示纳米发光材料不同于块材的发光机理、荧光动力学和电声子相互作用;2、稀土纳米荧光标记材料及其生物应用:基于时间分辨和上转换技术的肿瘤标志物异相(或均相)生物检测和靶向成像;3、稀土(镧系)光物理和光化学:稀土化合物激发态动力学和能量传递4、太阳电池材料光电转换机理:激子复合和分离;瞬态吸收和瞬态荧光;超快激光光谱学5、新型光电子材料与器件:白光LED、激光和非线性光学材料。招生专业:材料物理与化学,无机化学,材料工程所需生源专业背景:化学、物理(含光学)、材料科学或生物化学主要科研成果:发光材料目前在激光、光通讯、平板显示、荧光生物标记和纳米光电子器件等领域具有广泛的应用前景。稀土离子(从Ce到Yb)是一类性能优异的结构和光谱探针,稀土离子在不同介质材料中的光学性能主要取决于其局域态的电子结构和激发态动力学,对稀土发光材料开展深入的光学和光电子学基础研究有助于发现新颖的光学性能或开辟新的应用领域。依托研制的低温高分辨激光光谱和上转换量子产率等仪器,陈学元小组致力于无机发光材料电子结构与性能研究,近年来在发光材料的控制合成、电子结构、光学性能及应用等方面取得了系列重要结果,概括如下:1)发光材料的先进测试平台研制:自主设计研制低温高分辨激光光谱和上转换发光绝对量子产率测试系统,首次实现3K下皮秒瞬态荧光的快速检测,为上转换发光材料优选和性能评价提供一种可量化比较的重要手段。利用这些研究手段,陈学元课题组自身不仅在发光材料电子结构与性能研究中发现了许多新颖的光学性能如反常热力学布居、受限声子弛豫和能量传递、反常格点位置和荧光动力学,在NaturePhotonics,JAmChemSoc,AngewChemIntEd,AdvMater等发表近50篇论文,而且与国内外四十多个课题组开展了卓有成效的合作,合作结果发表在Science,NatureMater,JAmChemSoc等顶级期刊。这些基础仪器的研制有力地提升了我国在光学和光电子学领域的国际影响力。2)发光材料的电子结构和激发态动力学:针对稀土掺杂半导体纳米发光材料研发发展了多种专利技术,克服了稀土离子难以掺入半导体纳米晶的瓶颈问题,利用半导体基质到发光中心的高效能量传递,实现了稀土离子在宽禁带半导体纳米晶如ZnO和TiO2的体相掺杂和强荧光发射,解决了国际上一直存在的异价体相掺杂争议问题。TiO2:Er3+纳米晶的光谱性能以及局域结构研究成果(Small2011,7,3046)入选“2011中国光学重要成果”。以稀土离子Eu3+为结构探针,通过低温高分辨荧光光谱揭示了在稀土掺杂阳离子无序分布结构的晶体如NaYF4中普遍存在的结晶学位置对称性破缺现象(Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,1128)。3)发光材料的光学性能:利用核壳结构实现了Eu3+在单分散、水溶性NaGdF4纳米晶的上转换和下转换双模荧光(Adv.Mater.2010,22,3266),论文入选“2010中国光学重要成果”和材料领域ESI高被引频次论文(top1%);利用中红外飞秒激光激发,在Donor-π-Acceptor分子发光材料体系IPPS中第一次实现了五光子泵浦上转换受激发射,同时还获得净转换效率高达10.4%的三光子泵浦上转换受激发射(NaturePhotonics2013,7,234),这是迄今报道的最高光子数同步吸收诱导的受激发射现象,预期在多光子生物成像领域具有重要的应用前景。4)发光材料的生物应用探索:发展了一步法直接合成表面氨基功能化的NaYF4:Ce,Tb和KGdF4:Tb纳米探针,实现对亲和素蛋白(检测限4.8nM)的时间分辨荧光共振能量传递(TR-FRET)高效均相检测(Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,6306,化学领域ESI高被引频次论文);提出基于KGdF4:Ln3+纳米颗粒的光/磁双模生物标记方法,利用同一纳米颗粒实现TR-FRET生物检测和MRI成像(J.Am.Chem.Soc.2012,134,1323,化学领域ESI高被引频次论文);研制出具有良好生物相容性的~5nm四方相ZrO2:Tb纳米晶并作为TR-FRET生物探针实现亲和素蛋白的高灵敏检测(检测限3nM,为目前已有报道中最低)和人体肺腺癌细胞靶向成像(J.Am.Chem.Soc.2012,134,15083),美国Chemical&EngineeringNews和JACSSpotlights分别作了专门新闻报道和评述。近五年来,已在NaturePhotonics,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.等发表SCI论文63篇(通讯作者38篇),其中影响因子(IF)>8论文12篇(通讯作者8篇,包括1篇自然·光子学、1篇ChemSocRev、2篇JACS、2篇德国应用化学、1篇AdvMater和1篇Small),IF>3论文42篇(通讯作者26篇)。授权和受理发明专利21项。近五年论文已被他引1300多次,6篇论文(通讯作者4篇)入选近十年材料和化学领域ISIEssentialScienceIndicators(ESI)高被引频次论文(top1%)。基于在该领域的工作积累,受邀在Chem.Soc.Rev.,Nanoscale和Chem.Eur.J.发表综述、特色和概念论文,受邀撰写《稀土纳米发光材料:从基础到生物应用》英文专著1部(Springer-VerlagGmbH,Heidelberg,2013下半年出版)和3篇英文专章,3篇论文被选为Nanoscale和Phys.Chem.Chem.Phys.封面或内封面,1篇论文被选为Chem.Eur.J.的VIP论文和卷首插画(Frontispiece)。获奖:新世纪百千万人才工程省级人选(2008年),中科院上海分院首届杰出青年科技创新人才提名奖(2008年),第十届福建青年科技奖(2009年),中科院上海分院第二届杰出青年科技创新人才奖(2010年),第十七届运盛青年科技奖(2010年),论文(Adv.Mater.,22,3266,2010)和(Small,7,3046,2011)分别入选《激光与光电子学进展》杂志2010和2011年度“中国光学重要成果”,福建省自然科学优秀学术论文一等奖(2012),卢嘉锡优秀导师奖(2012)。人才培养:目前课题组已形成了包括8名学术骨干和8名研究生在内的年轻、精干的研究团队,其中副研究员/高级工程师4人,助理研究员4人。已培养博士7名,硕士7名,目前指导研究生8人,其中刘永升获得中科院福建物构所优秀毕业生一等奖(2010年),中科院院长优秀奖(2010年)和卢嘉锡优秀研究生奖(2010年),入选海西研究院“春苗计划”人才专项(2012)和2013年度中国科学院青年创新促进会会员(2012);涂大涛和刘丽琴分别获中科院福建物构所优秀毕业生二等奖(2011年)和三等奖(2009年),肖清波获得中国科协第八届博士生学术年会优秀论文奖(2010年),鞠强和涂大涛分别获得2010和2012年全国纳米发光学术会议最佳墙报奖,卢珊获得第六届全国结构化学学术会议最佳墙报奖(2012)。此外,课题组先后有7名成员获得国家自然科学青年基金项目资助,6名成员获得了福建省青年人才基金项目资助。代表作:
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