动态丨为高校点赞！山东科技奖获奖者事迹展播③——赵明文教授

5月17日上午，山东省科学技术奖励大会在济南隆重召开，表彰为我省科技创新和现代化建设作出突出贡献的科技工作者。

山东省科学技术奖分为最高奖、自然科学奖、技术发明奖和科学技术进步奖等四个类别。

2017年度我省高校获山东省科技奖最高奖1项，一等奖14项，其中自然科学一等奖2项，技术发明一等奖2项，科技进步一等奖10项。

接下来，  小编将分几期带您了解一下部分获奖者的事迹，本期是第三期。欢迎关注。

自然科学奖获得者 

山东大学赵明文教授

赵明文教授科研团队项目

《低维系统的拓扑电子态、缺陷及界面效应》

获山东省自然科学一等奖

项目简介

根据著名的摩尔定律，集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番，处理器的性能相应地提高一倍。经过近20年来的飞速发展，传统硅基半导体芯片的集成密度已经接近的了理论极限，摩尔定律在未来能否延续，依赖新材料的和新效应的开发应用。石墨烯、碳纳米管和二维拓扑绝缘体等低维材料目前被认为是最有前途的新材料。但是，这些材料在器件应用中还面临诸多问题。例如：由于带隙为零，石墨烯场效应晶体管的开关比较低；因为自旋简并，无法用于自旋电子器件等。利用拓扑绝缘体所特有的量子自旋霍尔效应和量子反常霍尔效应，可以设计制造高性能、低功耗电子器件。但是，目前的拓扑绝缘体材料稀少，电子自旋轨道耦合较弱，只能在极低的温度下才能实现量子自旋霍尔效应和量子反常霍尔效应，且稳定性差，容易和环境发生反应而失去拓扑特性。此外，低维材料特殊的界面效应也会对器件的性能产生重要影响，但具体的物理机制和规律尚不清楚。

山东大学赵明文教授团队针对上述科学问题，立足由于新型电子器件设计的重大需求，针对石墨烯和碳纳米管等低维材料的拓扑电子态以及缺陷和界面效应，进行了为时十余年的基础研究，发展了一系列理论模型，解决了低维材料器件应用中的一些关键问题，被国内外多个课题组的实验所验证，为新型电子器件的设计提供了重要理论依据。

主要的创新型成果包括：

(1) 提出了石墨烯等二维材料空位缺陷的理论模型，澄清了石墨磁性的起源问题，并被可国内外多个课题组的实验验证，为石墨烯在自旋电子学领域的应用奠定了基础。得到诺贝尔奖金获得者A. K.Geim 教授等著名学者的引用。

(2) 提出了缺陷能级调控碳纳米管光学跃迁机制的理论模型，解决了长期以来关于碳纳米管光致发光机理的争议，也为调控碳纳米管的发光特性提供了一个有效地途径。

(3)发展了由常规半导体材料到拓扑绝缘体转变的理论模型，拓宽了拓扑绝缘体的材料范围，预言了一批稳定性高、且具有超大自旋-轨道耦合带隙，为实现室温量子自旋霍尔效应提供了候选材料。

(4)提出了关于二维范德华界面、一维同轴核壳界面和固/液界面的理论模型，揭示了界面效应影响器件性能的机制和规律，得到美国橡树岭国家等实验课题组的验证。

这些研究结果发表在Physical Review Letters, Advanced Materials, Nano Letters 等国际著名专业杂志上，被Nature Physics, Nature Nanotechnology, Review of Modern Physics 等国际顶级期刊广泛引用，多篇论文入选ESI高被引论文，其中8篇代表性论文SCI 他人引用428次，在国内外相关学术领域产生了重要影响。研究成果为石墨烯等低维纳米的器件应用打下了重要的理论基础。

该项目由山东大学物理学院赵明文教授作为第一完成人，山东大学化学与化工学院马玉臣教授、刘成卜教授和物理学院李伟峰教授等共同参与完成。项目完成人所在学科山东大学物理学院凝聚态物理为国家重点学科，所在的山东大学晶体材料实验室为国家重点实验室。该研究项目得到了国家973重大基础研究计划、国家自然科学基金重大计划、重点项目和面上项目以及山东省杰出青年基金等的支持。

项目第一完成人简介

赵明文, 山东大学物理学院教授，博士生导师，山东省有突出贡献中青年专家，入选教育部新世纪优秀人才支持计划。长期从事凝聚态基础理论研究。先后承担了国家973重大基础研究计划、国家自然科学基金重大研究计划及重点项目等多项研究课题，获得教育部自然科学一、二等奖，累计在Physical Review Letters, Nature Communications, Advanced Materials, Nano Letters 等期刊上发表SCI 论文 270余篇其中，其中影响因子大于10的论文14篇，多项研究成果被Nature 子刊评为研究亮点，累计被SCI引用超过5000次，连续4年入选Elsevier“中国高被引学者榜”。

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