費(fèi)廣濤1999年7月加入中國(guó)民主同盟,現(xiàn)為民盟合肥市蜀山總支成員。作為一名奮戰(zhàn)在科研一線的人員,,費(fèi)廣濤帶領(lǐng)他的科研團(tuán)隊(duì),潛心鉆研,,奮力拼搏,,開拓進(jìn)取,主動(dòng)為國(guó)家科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量,。
納米材料是當(dāng)前材料科學(xué)的前沿和熱點(diǎn),,費(fèi)廣濤回國(guó)后,圍繞納米材料的前沿和熱點(diǎn)開展工作,,取得了系列進(jìn)展,。近年來,他和他的科研團(tuán)隊(duì)圍繞有序陣列納米多孔材料等開展工作,,取得了系列進(jìn)展,。
1、發(fā)展了電化學(xué)陽極氧化方法,,在納米通道內(nèi)引進(jìn)周期結(jié)構(gòu),,獲得了準(zhǔn)三維周期結(jié)構(gòu)孔洞。
光子晶體是在光學(xué)尺度上具有周期性介電結(jié)構(gòu)的人工設(shè)計(jì)和制造的一類光學(xué)材料,,光子晶體能夠完全依靠其自身結(jié)構(gòu)對(duì)特定波長(zhǎng)的電磁波進(jìn)行調(diào)制,,這在光學(xué)器件及未來光子集成方面具有重要的意義。研究光子晶體中的結(jié)構(gòu),、材料與光的相互作用是將其應(yīng)用于新型納米光子器件,、光信息傳輸和光芯片等領(lǐng)域的基礎(chǔ)。
近年來,,費(fèi)廣濤和他的科研團(tuán)隊(duì)致力于有序陣列多孔氧化鋁光子晶體的研究,,他們發(fā)展了電化學(xué)陽極氧化方法,研制了一臺(tái)程控電源,,解決了規(guī)則的電壓波形不能制備周期結(jié)構(gòu)的難題,,第一次制備出了具有周期性孔結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)三維的氧化鋁片,,該準(zhǔn)三維的氧化鋁片具有類似于周期排列的“糖葫蘆”的孔結(jié)構(gòu)特征,。這種多孔氧化鋁片具有光子晶體的特性,不同的周期結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不同的顏色,。
2,、制備出帶隙很窄的光子晶體,實(shí)現(xiàn)依靠折射率改變來探測(cè)的傳感器,,有望推動(dòng)傳感材料發(fā)展
有序陣列多孔氧化鋁光子晶體是通過對(duì)鋁片進(jìn)行陽極氧化而得到的,,雖然多種有序陣列結(jié)構(gòu)中能夠產(chǎn)生光子帶隙,但是帶隙寬度通常在幾十納米到幾百納米之間,不利于應(yīng)用,。費(fèi)廣濤和他的科研團(tuán)隊(duì)采用補(bǔ)償電壓模式,,克服了制備過程中出現(xiàn)的前后結(jié)構(gòu)不均一的困難,制備出具有窄帶隙的光子晶體,,帶隙寬度最小可達(dá)幾納米,。他們利用這種光子晶體成功地實(shí)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單的依靠折射率改變的傳感器。這種傳感方式不同于電信號(hào)傳感器,,通過跟蹤光子帶隙位置的改變就能得到環(huán)境中被探測(cè)物質(zhì)的量的變化,,如果帶隙是在可見光范圍,整個(gè)探測(cè)方式就可以完全脫離電信號(hào),。相比于電信號(hào)探測(cè)而言,,光信號(hào)的探測(cè)更加安全可靠,這有望應(yīng)用于易燃易爆及電致變性等材料的原位探測(cè),,使其成為一種具有前景的傳感材料,。
3、實(shí)現(xiàn)了單向光傳輸,,為方向依賴性光子器件的潛在應(yīng)用提供基礎(chǔ)
單向光傳輸,,顧名思義,是指光經(jīng)過物體時(shí)只能往一個(gè)方向傳輸,。由于瑞利散射的存在,,光通過多孔氧化鋁光子晶體時(shí),會(huì)產(chǎn)生光損失,,而光經(jīng)過的路程不同,,這種損失就會(huì)不同。利用這一性質(zhì),,費(fèi)廣濤和他的科研團(tuán)隊(duì)制備了異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光子晶體,,實(shí)現(xiàn)了單向光傳輸。對(duì)于從樣品兩側(cè)入射的光而言,,進(jìn)入樣品的深度不同,,導(dǎo)致光損失不同,從而使得樣品從兩側(cè)觀察時(shí)的顏色不同,。通過調(diào)制多種光子晶體組合,,他們實(shí)現(xiàn)了在可見光范圍內(nèi)的單向光傳輸。類似于二極管在電學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,,所制備的具有單向光傳輸?shù)墓庾泳w可以應(yīng)用于方向依賴的光子器件,。
4、在多孔氧化鋁光子晶體中引入了缺陷模式,,為制備新型的光子器件提供了基礎(chǔ)
類似于半導(dǎo)體中的缺陷能級(jí)能夠改變半導(dǎo)體的某些性質(zhì)那樣,,在完整的光子晶體中引入缺陷的話,,也會(huì)產(chǎn)生缺陷態(tài),這種缺陷態(tài)將給人們更廣闊的操縱光的空間,。簡(jiǎn)單而言,,這種光缺陷模式就像是在一堵墻上打開一扇窗戶,光可以通過窗戶照到另一邊,。在光子晶體中,,這種缺陷模式是通過在周期結(jié)構(gòu)中加入另外一層物質(zhì),從而打開一扇通光的“窗戶”,。然而,,由于材料制備的限制,現(xiàn)階段可控制備缺陷模式仍然比較困難,。費(fèi)廣濤和他的科研團(tuán)隊(duì)通過巧妙地設(shè)計(jì)陽極氧化過程中的氧化電壓,,在多孔氧化鋁光子晶體中獲得了缺陷模式。這種在光子晶體中引入缺陷峰的方法比其他方法更加簡(jiǎn)單可靠,,將能夠更方便地應(yīng)用于光波導(dǎo),、光學(xué)微腔等方面,并且為下一步研究利用缺陷模式制備新型的光子器件提供了一定的基礎(chǔ),。
5,、在多孔氧化鈦表面制備多孔銀,獲得了全光輸入光電晶體管
通常的晶體管有兩個(gè)輸入端一個(gè)輸出端,,它的性能特點(diǎn)是一個(gè)輸入端的信號(hào)可調(diào)控另一個(gè)輸入端的信號(hào),,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)控輸出的效果。我們所熟知的,,并且廣泛應(yīng)用的晶體管是輸入和輸出全是電的全電晶體管,,通常一個(gè)智能手機(jī)由數(shù)億個(gè)全電晶體管組成。另外還有光電輸入,,電輸出的光電晶體管,,以及輸入和輸出全是光的全光晶體管,這三種晶體管早就被人研究和報(bào)道,,但是光光輸入電輸出的光電晶體管還沒有被報(bào)道,。費(fèi)廣濤和他的科研團(tuán)隊(duì)基于有序氧化鈦/多孔銀肖特基結(jié),制備了光光輸入電輸出的光電晶體管,。源光照射到有序多孔銀膜上,,產(chǎn)生熱電子光電流,采用另一束光來調(diào)控?zé)犭娮庸怆娏鞯妮敵龃笮?,這種調(diào)控作用可以使得輸出的電流有接近一百倍的變化,。器件的工作機(jī)理類似于水龍頭,水閥可以調(diào)節(jié)水流大小,。這個(gè)器件可以實(shí)現(xiàn)晶體管的幾個(gè)特征功能,,比如對(duì)光電信號(hào)的放大、調(diào)制和開關(guān)等功能,,為光電器件的進(jìn)一步研究提供參考,。
以上這些系列研究結(jié)果有利于進(jìn)一步理解有序陣列多孔材料、結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系以及有序陣列多孔材料中光與物質(zhì)的相互作用,,對(duì)未來開發(fā)基于有序陣列多孔材料的新型光學(xué)器件及應(yīng)用于光學(xué)集成等方面具有一定的意義,。
迄今為止,費(fèi)廣濤和他的科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在國(guó)際刊物上發(fā)表130多篇學(xué)術(shù)論文,,申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利46項(xiàng),,其中已獲授權(quán)專利33項(xiàng)。這些工作得到了國(guó)際同行的公認(rèn)和肯定,,研究成果也被許多著名刊物廣泛引用和正面評(píng)價(jià),。
作為負(fù)責(zé)人,費(fèi)廣濤曾經(jīng)承擔(dān)1項(xiàng)國(guó)家973項(xiàng)目的課題,、1項(xiàng)國(guó)家納米專項(xiàng)的課題,、7項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、1項(xiàng)中國(guó)科學(xué)院科研裝備研制和改造項(xiàng)目,、1項(xiàng)安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等,。作為第一完成人,他獲2011年度安徽省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),。2016年,,他獲安徽省政府特殊津貼,2017年入選第六批安徽省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人,。
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