许钫钫----高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室

许钫钫，研究员

纳米材料结构与性能的实时观察和表征

021-52412574

ffxu@mail.sic.ac.cn

　　教育经历：
　　1986-1991，同济大学，化学系，理学学士
　　1991-1997，中国科学院上海硅酸盐研究所，工学博士

　　工作经历：
　　1998-1999，法国原子能研究机构 CEA/Grenoble，博士后
　　1999-2004，日本物质材料研究所，博士后及特别研究员
　　2004-至今，中国科学院上海硅酸盐研究所，分析测试中心副主任
　　2008-至今，中国科学院上海硅酸盐研究所，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，研究员

　　科研工作简介：

　　近几年主持和参与了自然科学基金面上、自然科学基金重点、973纳米专项等多项科研项目，研究内容包括一维纳米材料的生长机制、SiAlON基荧光材料的稀土掺杂结构及其与发光性能关系、VO₂热致变色材料的结构与相变、Cu₂Se热电材料的结构特征与相变等。

　　一维纳米材料的气相法生长机制

　　对无模板无催化剂的气相法合成一维纳米材料的生长机制进行了TEM研究，a-Si₃N₄纳米带的高分辨照片揭示生长单元为结构多面体，由较短的堆垛矢量决定了生长过程中多面体的准螺旋堆垛方式，导致各向异性的生长模式。所提出的多面体准螺旋堆垛生长机制同样合理地解释了Si纳米线等低维纳米材料的生长习性，机理具有普适性。

　　SiAlON:Ce荧光材料的掺杂结构与发光性能

　　原子分辨HAADF技术确立了Ce在SiAlON晶胞中的结构位置，发现Ce比其它较小的金属离子具有更高的配位数。Ce离子可富集在层错内，通过组建层错结构模型发现大量Ce稳定存在于层错内的结构原因，即通过在层错处形成一个大空腔有效释放了因高掺杂而导致的结构应变。结合SEM-CL表征发现Ce在a-SiAlON结构内不存在浓度消光，而高掺杂导致的发光强度降低源自层错的形状，平展的层错有利于发光的增强，而锯齿状的层错因偏位错浓度的增加而导致非辐射跃迁，即缺陷消光。

　　Cu₂Se热电材料

　　长期以来研究人员集中关注常规的具有静态结构特征的化合物的性能调控规律，这是限制电热输运协同调控的重要原因。最近，能源中心的史迅等研究人员发现了材料动态相变过程中的临界特性可导致异常高的热电性能-巨热电效应，实现了利用临界相变特性调控电热输运。硒化亚铜（Cu₂Se）化合物在400 K左右存在结构相变，低温相呈现复杂的层状特征，层内包括Se原子层之间分布四层铜原子。发生相变时，Cu原子克服Se原子层的束缚能量势垒向层间扩散，最后形成立方结构。实验和理论研究均证明该结构相变为典型的二级相变，存在动态临界特性，导致巨大的结构、化学成分、密度等剧烈涨落，从而对电子和声子造成强烈的临界散射。该临界涨落以及散射机制的改变可显著增加材料的塞贝克（Seebeck）系数，并使材料电导率和热导率下降，最终使热电性能在结构变化过程中有3-7倍的提高，热电优值在临界点附近达到2.3。在该项研究中，本课题组利用原位TEM技术，实时观察并分析了相变过程中的结构和微结构变化，佐证了相变中性能巨变的物理机制。

　　科研成果：

L. Gan, Z. Y. Mao, X. H. Zeng, Y. Q. Zhang, Y. Zhao, F. F. Xu, Y. C. Zhu and X. J. Liu, “The Origin of Bimodal Luminescence of b-SiAlON:Eu²⁺ Phosphors as Revealed by Fluorescence Microscopy and Cathodoluminescence Analysis” Mater. Res. Bull., 51, 205-209 (2014).
Liu, HL; Yuan, X; Lu, P; Shi, X; Xu, FF; He, Y; Tang, YS; Bai, SQ; Zhang, WQ; Chen, LD; Lin, Y; Shi, L; Lin, H; Gao, XY; Zhang, XM; Chi, H; Uher, C “Ultrahigh thermoelectric performance by electron and phono critical scattering in Cu₂Se_1-xI_x” Adv. Mater., 25 6607-6612 (2013).
L. Gan, Z. Y. Mao, Y. F. Wang, F. F. Xu, Y. C. Zhu, Q. Huang and X. J. Liu, “Photoluminescence properties of Ca-a-SiAlON:Ce³⁺ phosphors as function of composition and microstructure” Ceram. Inter., 39, 8319-8326 (2013).
Liu, HL; Shi, X; Xu, FF; Zhang, LL; Zhang, WQ; Chen, LD; Li, Q; Uher, C; Day, T; Snyder, GJ, “Copper ion liquid-like thermoelectric” Nature Mater., 11 (5), 422-425 (2012).
Mao, ZY; Zhu, YC; Gan, L; Xu, FF; Wang, Y; Wang, DJ, “Fabrication of amorphous phase encrusted oxynitride phosphor with white-light emission via in situ penetration” J. Mater. Chem., 22 (3), 824-826 (2012).
F. F. Xu, E. Sourty, X. H. Zeng, L. L. Zhang, L. Gan, X. L. Mou, W. Shi, Y. C. Zhu, F. Q. Huang, J. T. Zhao, “Atomic-scaled investigation of structure-dependent luminescence of Sialon:Ce phosphors” Appl. Phys. Lett., 101, 161904 (2012).

　　详细介绍：

　　http://www.sic.cas.cn/zcbm/kybm10/ktzjj/ceshi4/