主要从事光电子功能材料与器件、低维体系材料与物性、存储材料与器件、纳米生物学效应与应用、光电转化材料与器件及新型导电材料与物性等研究。针对这些研究中存在的热点、难点和基本问题,开展了一些有鲜明特色的创新性研究工作。 发明了热氧化Zn3N2单晶薄膜制备p型ZnO的方法,成功制备出p型ZnO薄膜,该方法已被国际公认为制备p-ZnO的方法之一;研究在不同光辐照和变温条件下p-ZnO材料的稳定性问题;利用微腔的光增益效应和纳米结构的量子限制效应,获得了在高温下(560°C)仍具有高效紫外发射的纳米薄片材料,深入研究了材料的结构与高压相变行为,为进一步研制高温光电子器件奠定了基础。 通过在p-GaN/n-ZnO异质结中引入i-ZnO层, 构造p-GaN/i-ZnO/n-ZnO新型结构,成功研制出室温近紫外发射的ZnO薄膜异质结和纳米结构紫外发光二极管,通过金属等离子体增强获得不同纳米结构紫外发光器件。 在ZnO纳米晶/Au核壳结构研究中, 提出并实现了利用ZnO纳米晶中电-声子相互作用强, 在共振共振激发下会形成多声子拉曼线并用其作为指纹特征标识生物分子,实现了高灵敏度生物分子检测; 通过在该核壳结构中,引入超顺磁Fe3O4纳米粒子,实现了磁场诱导下的快速高灵敏检测。 提出并实现了利用不同尺度纳米银表面等离子体在近紫外-可见-近红外光谱波段的宽光谱吸收,实现高密度频域光谱烧孔,在Ag/TiO2纳米复合薄膜材料中实现了全息光谱烧孔和高密度存储;在偶氮掺杂聚合物薄膜材料中实现了在一个光斑内存储五幅全息图像的工作。 近年来在Advanced Mater., Phys. Rev.B., J.Chem.Phys., J.Phys.Chem., Appl. Phys. Lett, J. Appl. Phys等国际杂志上发表论文150余篇, 论文他引3800余次, 成果获国家自然科学奖二等奖2项,高等学校科学技术奖自然科学一等奖,吉林省科学技术奖自然科学奖一等奖1项,2010年吉林省科学技术进步一等奖,作为第一发明人获6项国家发明专利。
近五年代表性论文(2005- ): (* corresponding author)
1. Chen S J, Liu Y C*, Shao C L, et al., “structural and optical properties of uniform ZnO nanosheets”, Adv. Mater. 17 (2005) 586.
2. Ma J G, Liu Y C*, Shao C L, et al., “Formation and luminescence of ZnO nanoparticles embedded in MgO films”, Phys. Rev. B 71 (2005) 125430.
3. Xu H Y, Liu Y C*, Mu R, Shao C L, et al., “F-doping effects on electrical and optical properties of ZnO nanocrystalline films”, Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 123107.
4. Sui X M, Shao C L, Liu Y C*, et al., “White-light emission of polyvinyl alcohol/ZnO hybrid nanofibers prepared by electrospinning”, Appl. Phys. Letts. 87 (2005) 113115.
5. Xu H Y, Liu Y C*, Xu C S, et al., “Room-temperature ferromagnetism in (Mn, N)-codoped ZnO thin films prepared by reactive magnetron cosputtering”, Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 242502.
6. Chen S J, Liu Y C*, Shao C L, et al., “Photoluminescence study of ZnO nanotubes under hydrostatic pressure”, Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 133127.
7. Tong Y H, Liu Y C*, Shao C L, et al., “Structural and optical properties of ZnO nanotower bundles”, Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 123111.
8. Xiao ZY, Liu YC*, Mu R, et al., “Stability of p-type conductivity in nitrogen-doped ZnO thin film”, Appl. Phys. Lett. 92 (2008) 052106
9. Qiao Q, Zhang XT, Lu ZF, Liu Y C*, et al., “Formation of holographic fringes on photochromic Ag/TiO2 nanocomposite films”, Appl. Phys. Lett. 94(2009) 074104
10. Li XH, Xu HY*, Zhang XT, Liu YC*, et al., “Local chemical states and thermal stabilities of nitrogen dopants in ZnO film studied by temperature-dependent x-ray photoelectron spectroscopy”, Appl. Phys. Lett., 95(2009) 191903
11. X. Hong, X.Y. Chu, P. Zou, Y.C. Liu*, G.L. Yang, “Magnetic-field-assisted rapid ultrasensitive immunoassays using Fe3O4/ZnO/Au nanorices as Raman probes”,Biosens. Bioelectron. 26 (2010) 918
12. C.Y. Liu, H.Y. Xu*, J.G. Ma, X.H. Li, X.T. Zhang, Y.C. Liu*, R. Mu, “Electrically pumped near-ultraviolet lasing from ZnO/MgO core/shell nanowires”,Appl. Phys. Lett. 99 (2011) 063115
13. Z.Q. Wang, H.Y. Xu*, X.H. Li, X.T. Zhang, Y. X. Liu, Y. C. Liu* “Flexible Resistive Switching Memory Device Based on Amorphous InGaZnO Film With Excellent Mechanical Endurance”, IEEE ELECTRON DEVICE LETT., 32(2011) 1442-1444
14. Z.Q. Wang, H.Y. Xu*, X.H. Li, H. Yu, Y.C. Liu*, X.J. Zhu, “Synaptic Learning and Memory Functions Achieved Using Oxygen Ion Migration/Diffusion in an Amorphous InGaZnO Memristor” Adv. Funct. Mater., 22(2012)2759-2765
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