根据教育部办公厅【教技发厅函[2015]3号】的要求，现将我校申报2015年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）推荐项目公示如下，自公布之日起一周之内为异议期。在异议期内，有异议者必须采用书面形式，写清异议的内容，并应署其姓名、联系方式(如需保密，请注明)。异议材料请交到科技处成果管理科（教一楼503室）。
项目名称：分数维度晶体电子态系理论与低维异维新颖半导体异质结构
推荐单位：北京邮电大学
拟推荐奖项：2015年度高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖
项目简介：
本项目重点涉及半导体异质结构物理学。最早的异质结构是在特征线度较大、电子态系呈现三维特征的体材料中实现的。特征线度小至纳米尺度、电子态系呈现低维特征的量子阱（二维）、量子线（一维）和量子点（零维）等纳异质结构的出现使得异质结构物理学进入了全新的发展阶段，同时也暴露出了现有固体物理学乃至量子力学理论中存在的某些深层次的问题。本项目组在承担国家973计划项目和国家自然科学基金重大国际合作研究项目的过程中，在作为固体物理学和异质结构物理学核心内容的晶体电子态系理论和III-V族半导体新颖纳异质结构的制备及其特性表征方面做出了如下的科学发现：
1、提出了分数维度（或弥散化）晶体电子态系理论。针对现行理论的不完备性，经多年探索，提出了能级弥散的概念和模型，深化了关于能带概念本质的认识，给出了晶体电子态系维度连续演化的物理图像，进而给出了任意维度电子态密度函数的表达式和维度区间转换的定量判据（临界线度），从而将晶体电子态系维度理论从整数维度领域拓展到了分数维度领域，并建立了相关器件物理分析模型，为深入进行同维、异维和渐变维异质结构乃至固体物理学诸多基本问题的研究提供了理论基础。该理论在近期报道的“0.5维纳米材料”实验中得到了印证。上述能级弥散概念以及由此引出的关于能量域和空间域中量子效应协同消长的全新认识还对更为基础的物理学理论形成了挑战。
2、揭示了相关纳米线纯相及晶相可控生长的条件及机理。发展了针对异质台面衬底上纳米线无位错生长条件的精确理论分析模型和方法；首次在Si衬底上通过引入缓冲层生长出了无位错的纯闪锌矿结构GaAs纳米线，显著拓宽了此类纳米线高质量生长的高度和半径范围，避免了衬底的Au污染和纳米线的Si污染，拓展了硅基GaAs纳米线器件制备的可能性和自由度；首次在GaAs衬底上生长出了半径细至12nm的纯闪锌矿结构GaAs纳米线，发现了气体超饱和度对其纯相生长的重要影响；发现了在GaAs纳米线“基座”上实现选定晶相InAs纳米线的可控生长机制及一种新的成核模式；从理论上阐明了纳米线轴向双异质结构无位错生长的相关条件与机理。
3、揭示了相关纳米线/量子点异维复合结构的生长机理及其重要特性。首次在GaAs纳米线侧壁上以S-K外延模式直接制备出InAs量子点，揭示了一种基于扩散的量子点形成机理，发现了量子点的分布及演化规律，开拓了制备“点”“线”异维复合结构的一种有效途径，其衬底材料已从GaAs拓展到了Si；观察到纳米线侧壁量子点的F-P腔谐振现象，并首次在室温下观察到相应的量子点发光峰，表明了该结构应用于室温光电子器件制备的潜在价值；首次在GaAs纳米线侧壁上制备出InxGa1-xAs三元系量子点，发现了量子点发光波长及光谱线宽随组分变化的规律。
发表SCI论文20余篇，其中影响因子（IF）大于10的有4篇，被Materials Today (IF：14.107)、Nano Letters（IF：13.592）和ACS Nano（IF：12.881）等IF大于10的期刊论文他引11次，被若干著名期刊的综述论文引用7次，同时还被俄、美、日、法等国科学家的5部学术专著引用。应邀作国际会议特邀报告5次。诺贝尔物理学奖获得者阿尔费罗夫院士因其在指导本项目组研究工作方面的贡献，荣获2014年度中华人民共和国国际科技合作奖。
主要完成人情况表：
排名
| 姓名（技术职称）
| 工作单位（完成单位）
| 对本项目技术创造性贡献
| 曾获国家科技奖励情况
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1
| 任晓敏（教授）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目负责人，973项目首席科学家，确立了纳异质结构和异质兼容两个相互融合的主攻研究方向，在关键科学问题的凝炼与解决、理论推导、研究思路及实验方案的提出与论证、实验结果的研判与分析等方面作出了创造性贡献；是发现点1的唯一提出者和完成者以及异维结构研究的倡导者，是发现点2和3的指导者和主要完成人之一；是代表性论文1的唯一作者，代表性论文3、5、7、8、9的联合通讯作者，以及代表性论文4、6、10的作者之一。
| 无
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2
| 张霞（教授）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目总体推进（包括组织实施）的主要协助者之一，973项目团队成员，重点负责异维复合结构方面的研究工作，在相关研究思路及实验方案的提出与论证、实验结果的研判与分析等方面作出了创造性贡献；是发现点3的指导者和主要完成人之一，是发现点2中部分工作的合作完成人之一及相关理论工作的指导者；是代表性论文6、7、8、9、10的通讯作者或联合通讯作者，是代表性论文5的作者之一。
| 无
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3
| 颜鑫（讲师）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目骨干，973项目团队成员，是发现点3的主要完成人之一，同时还是发现点2中部分理论工作的主要完成人之一，作出了创造性贡献，研究成效显著；是代表性论文7、8、9、10的第一作者，代表性论文6的第二作者。
| 无
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4
| 黄辉（教授）
| 大连理工大学（北京邮电大学）
| 本项目总体推进的主要协助者之一，973项目团队成员，重点负责纳异质结构纯相生长方面的研究工作，在相关研究思路及实验方案的提出与论证、实验结果的研判与分析等方面作出了创造性贡献；是发现点2中以实验为主的相关研究工作的指导者和主要完成人之一，是发现点3初期实验工作的指导者；是代表性论文3、5的第一作者和联合通讯作者，是代表性论文4的第二作者以及代表性论文7的作者之一。
| 无
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5
| 俞重远（教授）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目资深骨干，973项目团队成员，在基于异质台面的纳米线无位错生长条件理论研究工作的开展中作出了创造性贡献；是发现点2中相关理论研究工作的指导者和主要完成人之一；是代表性论文2的联合通讯作者。
| 无
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6
| 叶寒（讲师）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目骨干，973项目团队成员，是发现点2中基于异质台面的纳米线无位错生长条件理论研究工作的主要完成人之一，作出了创造性贡献，研究成效显著；是代表性论文2的第一作者。
| 无
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7
| 叶显（无）
| 中国电子科技集团公司第二十九研究所（北京邮电大学）
| 本项目骨干，973项目团队成员，是发现点2中纯相纳米线生长系列实验研究工作的主要完成人或合作完成人之一，作出了创造性贡献；是代表性论文4的第一作者，以及代表性论文3、5的作者之一。
| 无
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8
| 耿慧（无）
| 中国电信股份有限公司山西分公司（北京邮电大学）
| 本项目骨干，973项目团队成员，是发现点2中纳米线轴向双异质结构无位错生长条件理论研究工作的主要完成人之一，作出了创造性贡献；是代表性论文6的第一作者。
| 无
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9
| 芦鹏飞（副教授）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目骨干，973项目团队成员，是发现点2中基于异质台面的纳米线无位错生长条件理论研究工作的指导者和主要完成人之一，作出了创造性贡献；是代表性论文2的第二作者。
| 无
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10
| 郭经纬（讲师）
| 燕山大学（北京邮电大学）
| 本项目骨干，973项目团队成员，是发现点2中纯相纳米线生长系列实验研究工作的合作完成人之一，作出了关键贡献；是代表性论文3、4、5、7的作者。
| 无
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11
| 李军帅（无）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目骨干，973项目团队成员，是发现点3中纳米线/量子点异维复合结构系列实验研究工作和发现点2中部分理论工作的合作完成人之一，作出了关键贡献；是代表性论文6、8、9、10的作者之一。
| 无
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12
| 王琦（副教授）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目总体推进（包括国际合作和实验室建设）的主要协助者之一，973项目团队成员，就发现点1与任晓敏教授进行过有益的讨论，是发现点2和3中相关实验研究工作的合作完成人之一，作出了重要贡献；是代表性论文3、4、5、7、8、9、10的作者之一。
| 无
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13
| 黄永清（教授）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 项目总体推进（包括组织实施和实验室建设）的主要协助者之一，973项目团队成员，是发现点2和3中相关实验及理论研究工作的合作完成人之一，作出了重要贡献；是代表性论文3、4、5、6、7、8、9、10的作者之一。
| 无
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14
| 蔡世伟（初级实验师）
| 北京邮电大学（北京邮电大学）
| 本项目实验技术人员，973项目团队成员，部分参与了相关实验研究工作，主要在设备安全有效运行和相关技术支持方面作出了重要贡献，是代表性论文3、5、7、8的作者之一。
| 无
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代表性论文专著目录：
序号
| 论文、专著
名称/刊名/作者
| 影响因子
| 年卷页码
年(卷):页码
| 发表年月
|
1
| Novel Understanding of Electron States Architecture and its Dimensionality in Semiconductors/ Optics and Photonics Journal/ Xiaomin Ren
| 0.66
(Google Scholar)
| 2013(3):322-330
（国际会议SOPO 2013大会特邀报告，
会后自动收入该杂志）
| 2013.06
|
2
| Critical Thickness and Radius for Axial Heterostructure Nanowires Using Finite- Element Method/ Nano Letters/ Han Ye, Pengfei Lu, Zhongyuan Yu, Yuxin Song, Donglin Wang, and Shumin Wang
| 9.991
( 2015年
最新公布：13.592 )
| 2009(9):1921-1925
| 2009.05
|
3
| Growth of Stacking-Faults-Free Zinc Blende GaAs Nanowires on Si Substrate by Using AlGaAs/GaAs Buffer Layers/ Nano Letters/ Hui Huang, Xiaomin Ren, Xian Ye, Jingwei Guo, Qi Wang, Yisu Yang, Shiwei Cai, and Yongqing Huang
| 12.186
( 2015年
最新公布：13.592 )
| 2010(10):64-68
| 2009.12
|
4
| Growth of Pure Zinc Blende GaAs Nanowires: Effect of Size and Density of Au Nanoparticles/ Chinese Physics Letters / Xian Ye, Hui Huang, Xiaomin Ren, Yisu Yang, Jingwei Guo, Yongqing Huang, Qi Wang
| 1.077
( 2015年
最新公布：0.947 )
| 2010(27):046101
| 2010.04
|
5
| Control of the crystal structure of InAs nanowires by tuning contributions of adatom diffusion/ Nanotechnology/ Hui Huang, Xiaomin Ren, Xian Ye, Jingwei Guo, Qi Wang, Xia Zhang, Shiwei Cai and Yongqing Huang
| 3.644
( 2015年
最新公布：3.821 )
| 2010(21): 475602
| 2010.10
|
6
| Analysis of critical dimensions for axial double heterostructure nanowires/ Journal of Applied Physics/ Hui Geng, Xin Yan, Xia Zhang, Junshuai Li, Yongqing Huang, and Xiaomin Ren
| 2.21
( 2015年
最新公布：2.183 )
| 2012(112):114307
| 2012.12
|
7
| Growth of InAs Quantum Dots on GaAs Nanowires by Metal Organic Chemical Vapor Deposition/ Nano Letters/ Xin Yan, Xia Zhang, Xiaomin Ren, Hui Huang, Jingwei Guo, Xin Guo, Minjia Liu, Qi Wang, Shiwei Cai, and Yongqing Huang
| 13.198
( 2015年
最新公布：13.592 )
| 2011(11):3941-3945
| 2011.08
|
8
| Formation Mechanism and Optical Properties of InAs Quantum Dots on the Surface of GaAs Nanowires/ Nano Letters/ Xin Yan, Xia Zhang, Xiaomin Ren, Xiaolong Lv, Junshuai Li, Qi Wang, Shiwei Cai, and Yongqing Huang
| 13.025
( 2015年
最新公布：13.592 )
| 2012(12):1851-1856
| 2012.03
|
9
| Growth and photoluminescence of InxGa1-xAs quantum dots on the surface of GaAs nanowires by metal organic chemical vapor deposition/ Applied Physics Letters/ Xin Yan, Xia Zhang, Xiaomin Ren, Junshuai Li, Xiaolong Lv, Qi Wang, and Yongqing Huang
| 3.794
( 2015年
最新公布：3.302 )
| 2012(101);023106
| 2012.07
|
10
| Growth of InAs quantum dots on Si-based GaAs nanowires by controlling the surface adatom diffusion/ Journal of Crystal Growth/ Xin Yan, Xia Zhang, Junshuai Li, Jiangong Cui, Qi Wang, Yongqing Huang, Xiaomin Ren
| 1.693
( 2015年
最新公布：1.698 )
| 2013(384):82-87
| 2013.09
|
联 系 人：刘红
联系电话：62282052
邮 箱：liuhong@bupt.edu.cn
地 址：教一楼503室
科学技术发展研究院
二〇一五年七月十三日
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