低維能量轉換材料與器件團隊
低維能量轉換材料與器件課題組以BETVLCTOR伟德官方网站、新能源光電器件國家地方聯合工程實驗室和河北省光電信息材料重點實驗室為依托。課題組長為王淑芳教授，組内現有教師12名，其中教授（含校聘）8人，副教授（含校聘）4人。教師中1人入選國務院特殊津貼專家，1人入選寶鋼優秀教師，1人入選河北省 “三三三人才工程”一層次人選，2人獲河北省自然科學傑出青年基金資助，5人獲河北省自然科學優秀青年基金資助，1人獲河北省青年拔尖人才稱号。目前課題組有在讀博士研究生5人，碩士研究生20人。
課題組目前主要開展低維光電/熱電/光熱轉換材料的可控制備、物性調控和應用研究。通過低維材料的結構設計與可控制備，研究其光-電、熱-電、光-熱等能量轉換過程的基本科學問題，發展材料制備新方法并發現新現象、新原理和新效應，解決制約光能和熱能高效利用瓶頸，提高器件轉換效率。
研究方向
1、低維結構的光電效應與光熱電效應
2、高效熱電材料與熱電輸運新效應
3、低維結構光熱催化性能
科研條件
本課題組擁有完善的材料制備、結構表征、器件構築和性能測試等實驗平台，實驗室中配置了研究所需的專用儀器設備，能夠保證光（熱）電、熱電、光熱催化三個主要研究方向科研工作的順利開展。其中40萬以上大型儀器設備7套，包括準分子XeCl激光器、激光分子束外延設備、脈沖激光沉積-磁控濺射複合系統、塞貝克/電阻分析儀、激光熱導系數分析儀、薄膜熱導儀、SPS放電等離子燒結系統等設備，另有真空熱壓燒結爐、單晶生長爐、微波化學合成儀、熱電測試分析儀、差式掃描量熱儀等熱電材料制備及性能檢測設備，半導體參數分析儀、微納電學測試探針台、斯坦福DS345函數發生器和SR570低噪聲電流前置放大器、吉時利2400/2700數字源表等光電性能檢測設備，以及固定床催化反應裝置、噴霧冷凍幹燥機、噴霧幹燥機、大面積模拟太陽光源、電化學工作站、藍電電池測試系統等催化劑制備和性能檢測設備。近年來，與美國加州大學洛杉矶分校、法國裡爾電子微電子與納米技術研究所、日本國立材料研究所及中國科學院物理研究所、北京納米能源與系統研究所、大連化學物理研究所、金屬研究所、北京大學、清華大學、北京航空航天大學等科研院所和高校建立了良好的科研合作關系。
脈沖激光沉積鍍膜與磁控濺射鍍膜系統
放電等離子燒結系統、真空熱壓燒結爐
單晶生長爐、微波化學合成儀
塞貝克/電阻分析儀、激光熱導系數分析儀及薄膜熱導儀
熱電測試分析儀、差式掃描量熱儀
微納電學測試探針台及半導體參數分析儀
自搭建側向光電測量及光電測量裝置
固定床催化反應裝置、大面積模拟太陽光源、噴霧幹燥機
噴霧冷凍幹燥機、電化學工作站、藍電電池測試系統
科研成果
課題組近5年在Nat. Commun.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Nano Energy、Phys. Rev. B、Appl. Phys. Lett.等國際重要期刊上發表學術論文近百篇；授權國家發明專利10餘項、轉化3項；承擔國家自然科學基金項目、河北省自然科學基金重點/傑青/優青項目、河北省青年拔尖人才項目等科研項目30餘項。
近期項目和論文列表
科研項目
1. SnSe單晶薄膜的外延生長及電聲輸運協同調控，國家自然科學基金面上項目，2020-2023。
2. 層狀钴氧化物薄膜光誘導的橫向熱電效應研究,國家自然科學基金面上項目，2014-2017。
3. Mn4Si7基熱電材料的納米複合及其性能增強機理研究，國家自然科學基金青年項目，2019-2021。
4. 高性能Cu3SbSe4基熱電材料電聲輸運行為的協同調控，國家自然科學基金青年項目，2019-2021。
5. 雙金屬驅動Z型光催化材料的制備及其在光催化全分解水中的應用研究，國家自然科學基金青年項目，2018-2021。
6. 錳氧化物異質結界面的電荷轉移、軌道重構和磁性能及其調控研究，國家自然科學基金青年項目，2017-2019。
7. Co基Heusler合金薄膜的生長及表/界面磁性研究，國家自然科學基金青年項目，2016-2018。
8. 高取向BiCuSeO基薄膜的制備與熱電性能增強機理研究，河北省自然科學基金重點項目，2017-2019。
9. 層狀钴氧化物納米結構薄膜的可控生長及電熱輸運性能研究，河北省自然科學基金傑青項目，2013-2015。
10. 矽基新型二維異質結構材料的制備，表/界面調控和側向光伏效應研究， 河北省自然科學基金傑青項目，2018-2020。
11. 量子點彌散高錳矽基材料的熱電性能及其增強機理研究，河北省自然科學基金優青項目，2020-2022。
12. 氫氧化鎳與過渡金屬氮化物的界面作用及其電催化析氫性能調控，河北省自然科學基金優青項目，2019-2021。
13. ITO/Si異質結構側向光伏效應的調控和瞬态光譜研究，河北省自然科學基金優青項目，2017-2019。
14. 錳氧化物異質結電荷轉移和結構重構的調控及其磁性能研究，河北省自然科學基金優青項目，2017-2019。
15. 高Zn含量(Ga1-xZnx)(N1-xOx)的p型摻雜及其在光解水中的應用，河北省自然科學基金優青項目，2016-2018。
16. 二維層狀硫屬化合物熱電薄膜光誘導熱電壓效應研究，河北省高層次人才資助重點項目，2019-2021。
17. 河北省青年拔尖人才項目（喬雙）。
18. Bi2Te3/HMS雙層寬溫區熱電材料的制備及性能優化研究，中央引導地方項目，2020-2022。
代表性論文
1. Selective light absorber-assisted single nickel atom catalysts for ambient sunlight-driven CO2 methanation. Nature Communications, 2019, 10, 2359.
2. Lateral bipolar photoresistance effect in the CIGS heterojunction and its application in position sensitive detector and memory device, Science Bulletin, 65, 477-485 (2020).
3. Fe3Si Assisted Co3O4 Nanorods: A case study of photothermal catalytic CO oxidation under ambient solar irradiation. Nano Energy, 2019, 62, 653.
4. Significant average ZT enhancement in Cu3SbSe4-based thermoelectric material via softening p-d hybridization, Journal of Materials Chemistry A, 2019, 7, 17648-17654.
5. Ultrabroadband, large sensitivity position sensitivity detector based on a Bi2Te2.7Se0.3/Si heterojunction and its performance improvement by Pyro-Phototronic effect, Advanced Electronic Materials, 2019, 5, 1900786.
6. Piezophototronic effect enhanced photoresponse of the flexible Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) heterojunction photodetectors, Advanced Functional Materials, 2018, 28, 1707311.
7. MnS incorporation into higher manganese silicide yields a green thermoelectric composite with high performance/price ratio, Advanced Science, 2018, 5, 1800626.
8. Ultrahigh, Ultrafast, and Self-Powered Visible-Near-Infrared Optical Position-Sensitive Detector Based on a CVD-Prepared Vertically Standing Few-Layer MoS2/Si Heterojunction, Advanced Science, 2018, 5, 1700502.
9. ZnO nanowire based CIGS solar cell and its efficiency enhancement by the piezo-phototronic effect, Nano Energy, 2018, 49, 508-514.
10. Synthesis of mesoporous Fe3Si aerogel as a photothermal material for highly efficient and stable corrosive-water evaporation，Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6, 23263-23269
11. Polarization and charge-transfer effect on the transport properties in two-dimensional electron gases/LaNiO3 heterostructure, Applied Physics Letters, 2018, 112, 021601.
12. Passivation of defect states in anatase TiO2 hollow spheres with Mg doping: Realizing efficient photocatalytic overall water splitting. Applied Catalysis B: Environmental, 2017, 45, 11145.
13. Large lateral photovoltage observed in MoS2 thickness-modulated ITO/MoS2/p-Si heterojunctions, ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9, 18377-18387.
14. Joint effect of gate bias and light illumination on metallic LaAlO3/SrTiO3 interface, Applied Physics Letters, 2017, 111, 231602.
15. Multicomponent Chalcogenides with Diamond-Like Structure as Thermoelectrics. In: Skipidarov S., Nikitin M. (eds) Novel Thermoelectric Materials and Device Design Concepts. Springer-Nature.(英文專著).
人才培養
近年來，課題組多名研究生獲得國家獎學金、河北省優秀博士/碩士研究生學位論文獎、河北省優秀畢業生稱号等。培養的博士畢業生目前均就職于省内外知名高校；培養的碩士畢業生一部分就職于教育機構或國内光電類/信息類/能源類企事業單位，一部分赴日本國立材料研究所（NIMS）、中科院物理所、中國科技大學、複旦大學、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、華中科技大學、北京師範大學等科研院所或高校繼續攻讀博士學位。
