云南大学物理与天文学院研究生导师介绍：刘铸

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个人简历

刘铸

zhuliu@ynu.edu.cn，lizaliuzhu@gmail.com，18988456253

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教育经历

2002.7-2008.3博 士美国约翰-霍普金斯大学材料科学与工程系

1999.9-2002.6硕 士上海复旦大学信息学院

1994.9-1998.6学 士上海复旦大学物理系

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工作经历

2009.9至今 教授 云南大学物理科学技术学院 （博导）

研究方向：半导体材料，晶硅和薄膜太阳能电池材料和工艺、电化学、纳米材料

2008.3¾2009.3 博士后 美国纽约IBM T.J. Watson Research Center 研究中心

研究方向：晶硅太阳能电池工艺；微电子工艺中铜互连的研发

2007.1¾2007.7 实习研究员 美国匹兹堡Seagate Technology （希捷公司）研究中心

研究方向：纳米管器件：包括碳纳米线的生长；电化学辅助机械抛光的研究

2002.9-2008.3助教美国约翰霍普金斯大学材料科学与工程系

研究方向：纳米材料，金属纳米线传感器，电化学以及纳米材料的分析测试

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研究经历

1、云南大学 (2009.9 至今)

纳米复合材料

基于碳纳米纤维材料，研制碳纳米纤维复合材料。利用多种功能化手段（如电化学方法、溶胶-凝胶法、水热法等），制备具有力、电、热、磁和界面化学特性可设计、可调制的复合材料。所提设想可以极大提高和实现碳纳米材料的工程应用，能有效利用纳米材料在尺寸、表面活性及本征物理化学性能方面的优点，并发挥复合材料中各个组分的性能及其协同作用。如通过电化学沉积等方式负载一层磁性材料，可削弱碳纳米材料对电磁波的反射，并提高其对电磁波的吸收，获得性能良好的吸波材料

有机太阳能电池研究

探索研究有机界面和半导体/金属接触的基础性质，提高内量子效率和器件界面性质，制备出高能量转换效率和低制备成本的有机太阳能电池。

晶硅太阳能电池的电极研究

探索晶硅太阳能电池中半导体的表面掺杂、表面半导体-液体界面、半导体-金属界面，以及研究影响载流子收集机制，发展前栅电极的制备工艺，利用电化学制备铜电极以取代晶硅太阳能电池前栅电极的新工艺奠定基础。

太阳能辅助人工合成

探索直接利用光电效应，集成太阳能电池与纳米催化材料，用于氢气、燃料气体以及CO2碳转换等的太阳能辅助人工合成研究。通过调控半导体纳米材料的光吸收机制和稳定性，研究纳米半导体的光电转换机制，发展最新的太阳能辅助人工合成技术。

2、工业界－IBM & Seagate（2007.1－2009.3）

晶硅太阳能电池的电镀铜栅极技术（IBM）

发展晶硅太阳能电池的电镀铜栅极技术，用于替代传统的银浆丝网印刷（screen printing）。此项技术将会大大增加太阳能电池的能量转换效率（0.5-1%），大大减少生产工艺中原材料对于银粉的支出。

32 nm微电子器件的电镀铜互连研究（IBM）

在32纳米线填冲中实现没有缺陷的电镀铜互连是微电子器件中实现稳定性的关键。研究有机大分子掺和物在电镀铜过程中的最基本的电化学作用以及对于电镀铜微结构的影响，对于控制金属互连的性质，实现可靠的微电子器件具有重要的意义。这项课题将会为公司带来上亿的收入。

半导体机械抛光工艺 （Seagate Technology）

首先提出了一种新的机械抛光平面率的评估方法，大大缩短了机械抛光参数的选择，把原来一个星期的工作量缩短为一天，优化了电化学辅助机械抛光工艺。另外本人还首先发明了一个新型的两步骤法，加入一个Self-Assembling Monolayer (SAM)，大大节约了对有机大分子的材料支出，减少了有机大分子对于环境的破坏，给机械抛光带来一个新的概念。两项发明被Seagate Technology公司视为商业秘密。

优化碳纳米管的生长（负责课题的实验以及其计划, Seagate Technology）

利用温度和催化剂控制碳纳米管的生长，碳纳米管被有选择性地生长在磁性纳米线上。这种方法可以解决碳纳米管难于操作的问题，有利于碳纳米管器件的生产和利用。

3、博士期间－Johns Hopkins University (2002.9-2008.3)

纳米材料：利用合金电镀过程中产生的两相分离来制造金属纳米管和纳米圆环

本课题由美国国家科学基金(NSF)资助完成。纳米线纳米管可以用来进行生物大分子的载体，用于大分子的隔离，药物的传输等。本人发明的利用电化学电镀两相分离生长金属纳米管是一个可以用于工业生产的方法，为纳米材料工业生产化作出了贡献。在电化学电镀领域，第一次证明了镍铜相图预测的在室温下有两项分离，有混溶差距（miscibility gap）的存在。并且首先提出了在电镀镍铜合金中形成镍圆环和铜轴心的两相分离的电化学原理。

发明了一种新型的用Focus Ion Beam(FIB)制备纳米线（管）电子透镜显微镜样品的方法，第一个观测到了金属纳米线和纳米管的横截面结构，为用电子透镜研究纳米线（管）的显微结构提供一个新的平台。

纳米线传感器：新型的单根多孔金金属纳米线传感器

开拓了金属纳米线应用于探测生物大分子和药物分子传感器的新领域。该课题利用和生物大分子匹配的多孔金金属纳米线以及微电子制造工艺，首次制造出单根多孔金金属纳米线传感器，其中利用电化学方法批量生产多孔金纳米线的方法具有很大的产业前景。发明了在位腐蚀方法用来大量生产多孔金纳米线器件，解决了多孔金纳米线易碎难以操作的问题，并且这种方法还可能用来探测化学腐蚀以及化学反应过程。独立建设了一套纳米线传感器测试系统，负责包括电子线路的搭建和仪器的测试以及整个测试系统的控制程序开发等。首次制造成功的单根多孔金金属纳米线传感器，对有机大分子的探测灵敏度能达到3%。

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在研科研项目：

1.2015-2017，主持人社部留学回国人员择优项目，7万

2.2014-2019，主持云南省高端人才计划（2013HA019），260万

3.2014-2018，主持国家自然科学基金地区基金（61366002）

4.2013-2015，主持教育部留学回国人员启动基金，4.5万元

5.2012-2015，主持国家自然科学基金地区基金（61166006）《多晶硅太阳能电池中铜前电极的扩散阻挡层制备和性质研究》，55万

6.2012-2015，联合主持云南省-国家自然科学基金联合基金U1137602《双极聚合物燃料电池的隔膜界面行为研究》，30万

7.2012-2014，主持云南省自然科学基金面上项目（2011FB01）《新型纳米金属-碳纤维复合纸在污水重金属离子处理中的应用》，5万元

8.2011-2013年，主持云南大学骨干教师基金，6万元

9.2009-2011，主持云南大学校基金《石墨烯用于晶硅太阳能电池电极》，2万元

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期刊论文

1.Xu Wang & Xu Chen & Deying Luo & Yaya Zhang & Yongjun Liu & Li Sun & Zhu Liu, Electrodeposition of ZnO on carbon nanofiber buckypaper J Solid State Electrochem 2014

2.D. Y. Luo, L. M. Yu, J. X. Man, Z. Liu,and Z. H. Lu A nanocomposite interconnecting layer for tandem small molecular organic photovoltaic cells, Appl. Phys. Lett.2014

3.D.Y. Luo, L. M. Yu, J. X. Man, T. L. Liu, J. J. Li, T. Xu and Zhu Liu .A Bi-functional Structure with Tunable Electrical and Optical Properties for Organic. Photovoltaic Cells. J. Appl. Phys 113, 224506 (2013)

4.Xu Chen，Deyingluo，Junjie Li，Zhe Xu，Yuanfei Feng，Jiaxiu Man and Zhu Liu*. Electrodeposition of ZnO Thin Films with Controllable Impurities And Microstructures, Applied Mechanics and Materials，2013

5.Leiming Yu，Deyingluo，Junjie Li，Jiaxiu Man and Zhu Liu*.The Carrier Mobility Obtained by Admittance Spectroscopy Using An Equivalent Circuit, Applied Mechanics and Materials，2013

6.S. Song, C. Ortega, Z. Liu, J. Du, X. Wu, Z. Cai, L. Sun, “In Situ Study of Copper Electrodeposition on a Single Carbon Fiber”, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2012

7. S．Song, Z. Liu, C. M. Ortega, X. S. Wu, and L. Sun, “Electrochemical Study of Ni deposition on Carbon Microfiber”, Electrochimica Acta, 2012

8.王旭，肖辉，陈泉，刘铸*，太阳能光伏电池的I-V测试研究，云大学报，2010年32卷，第S1期

9.Liu, Z.; Elbert, D.; Chien, CL; Searson, P. C., "FIB/TEM Characterization of the Composition and Structure of Core/Shell Cu−NiNanowires", Nano Letters; 2008; 8(8); 2166-2170.

10. Liu, Z.; Xia G. Q.; Zhu F.; Kim, S.; Markovic N.; Chien, CL; Searson, P. C. "Exploiting Finite Size Effects in the Nucleation of Two-Phase Core/Shell Microstructures for the Fabrication of Mangetic Nanotubes", J. App. Phys 2008, 103(6) 064313

11. Liu, Z.; Guo, L.; Elbert D.; Chien CL; Searson P. C. " Formation of a Core/Shell Microstructure in Cu-Ni Thin Films", J. Electrochem. Soc. 2008 155, D569

12.Liu, Z.; Searson, P.C., "Single nanoporous gold nanowire sensors", J. Phys. Chem. B, 2006, 110 (9), 4318-4322.

13.刘铸，朱晓松，倪卫明, 马允胜，缪健，陈良尧，远程控制在红外椭偏光谱实验上的应用, 红外毫米波学报, 2002年Z1期, 21, 129

14.Liu, Z.; Zhou, S. M.; Xia, G. Q.; Wang, S. Y.; Zhang, R. J.; Zheng, Y. X.; Chen, L. Y.; Song, J. T., "Smart structure for tailoring the magneto-optical Kerr effect", Phys. Rev. B, 2000, 61(13), 8656-8658

15.Huang D.; Liu, Z.; Shah, N.; Hao, YW.; Searson, P. C., "Finite Size Effects in Ordered Macroporous Electrodes Fabricated by Electrodeposition into Colloidal Crystal Templates",J. Phys. Chem. C., 2007 111(8), 3308-3313.

16.Zhu XS; Zhao HB; Zhang RJ; Ma YS; Liu Z; Li J; Shen ZC; Wang SY; Chen LY “Analytical study of the principal angle used in optical experiments” Appl. Opt. 2002, 41, 2592.

17.Deng, SH; Wang, SY; Li, J; Liu, Z; Chen, YL; Yang ,YM; Chen, LY; Liu, H; Zhang, XX; Lynch, D; “Experimental study of optical and magnetic-optic properties of noble metal Ag”ACTA PHYSICA SINICA, 2001, 50 1, 169.

18.Shen, Z. C.; Liu, Z.; Wang, S. Y.; Zhang, R. J.; Yang, Y. M.; Zhou, S. M.; Chen, L. Y.; Song, J. T., "Giant magneto-optical Kerr effect enhancement in layered CoMn/Si structures". J. Appl. Phys. 2000, 87(9), 6788-6790.

19.Cheng FX; Liao CS; Kuang JF; Xu ZG; Yan CH; Chen LY; Zhao HB; Liu Z; “Nanostructure magneto-optical thin films of rare earth (RE = Gd, Tb, Dy) doped cobalt spinel by sol-gel synthesis” J. App. Phy. 85, 2782, 1999.

20.Yan CH; Cheng FX; Liao CS; Kuang JF; Xu ZG; Chen LY; Zhao HB; Liu Z; Wang Y; Zhu T; He G “Sol-gel synthesis, magnetic and magneto-optical properties of CoFe2-xTbxO4 nanocrystalline films” J. MMM. 1999, 192. 396.

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会议报告

1.Liu, Z. Deying Luo, “A Novel Nanocomposite Layer Used as The Bloking Exciton Layer in The Small Molecular Organic Photovoltaic Cells, EL2012 Hongkong,EL2012，Hongkong

2.肖辉, 刘铸，“晶硅太阳能电池的新型光辅助电镀前栅电极技术”， 中国太阳级硅及光伏发电研讨会2012，上海

3.Zhu Liu, Electrodeposition of ZnO Thin Films for the DSSC Applications , 中韩光电子国际会议2011

4.Liu, Z.; Guo L. and Searson P.C. "Exploiting Phase Separation in Electrodeposition of Binary Alloys", 212th ECS meeting, Washington, 2007

5.Liu, Z. "Two-Step ECMP", CMP Telecom conference, Seagate Technology, July 5th, 2007

6.Liu, Z. "Selective CNT Growth on the Magnetic Nanowire Filled Template", Seagate Technology, Pittsburgh, July 3rd, 2007

7.Liu, Z. "Cu ECMP", Seagate Technology, Pittsburgh, July 2nd, 2007

8.Liu, Z. and Searson P.C. “Electrochemical Template Synthesis of Magnetic Nanorings and Nanotubes”, MRS Fall Meeting, Boston, 2006 (EI)

9.Liu, Z. and Searson P.C. “Single Nanowire Sensors for Sulfhydryl Adsorption”, ACS Fall meeting, Washington DC, 2005

10.Hung D, Liu Z, Hao YW, Searson PC "Fabrication of 3-D ordered nanoporous gold for chemical sensors” ACS Fall meeting, Washington DC, 2005

11.Liu, Z. and Searson P.C. “Single Nanowire Chemical Sensors”, Materials Research Symposium, Johns Hopkins Univ., 2005

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发明专利

1.Method and Structure of Forming Silicide and Diffusion Barrier Layer with Direct Deposited Film on Si美国发明专利 YOR920090282US1。

2.Method to Electrodeposit Nickel on Silicon for Forming Controllable Nickel Silicide 美国发明专利，YOR920090485US1。

3.肖辉，刘铸，陈泉.一种光催化洗衣机 201110330786.X， 2011年申请

4.刘铸，肖辉，陈泉. 一种纳米颗粒光催化板及其制备方法与应用 201110330789.3，2011年申请

5.刘铸，肖辉，徐哲，冯苑飞. 一种无掩膜制备太阳电池表面金属栅线的方法及装置 201210270824.12012年申请

6.刘铸，肖辉，徐哲，冯苑飞 一种高光电转换率晶体硅太阳能电池及其制造方法 201210394170.3, 2012年申请

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所授课程与研究生培养

本科生课程《线性代数》等；研究生课程《纳米技术》、《微电子工艺与技术》、《专业前沿讲座》等

目前指导研究生10名，已毕业硕士两名，本科生9名。

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学术组织和社会活动

学术组织会员：

参加国家及云南省科研项目评审，任J. Chem. Phys、J. Appl. Phys等多家国际SCI期刊和国内期刊审稿人，

其他资质：

高级能源审计师，高级节能评估师，高级能源管理师