戴宏杰

美国国家科学院院士

戴宏杰,1966年5月出生于中国 邵阳市 , 纳米材料 学家, 美国艺术与科学院 院士、 美国国家科学院 院士, 斯坦福大学 终身教授 。长期从事碳纳米材料的生长合成、 物理性质 研究、 纳米电子器件 研发,以及纳米生物医学以及能源材料等方面的研究。

2020年9月,入选2020年“ 引文桂冠奖 ”。

人物经历

1982年,戴宏杰进入 湖南省长沙市第一中学 清华实验班就读,在校期间获得学校作文比赛一、 二等奖 。

1984年,高中毕业后考入 清华大学 应用物理系,1989年本科毕业获得 学士 ,之后赴美留学,进入美国 哥伦比亚大学 就读硕士研究生。

1991年,硕士毕业后进入 哈佛大学 攻读博士学位,师从材料科学家 查尔斯·李波 教授。

1994年,获哈佛大学博士学位后在 莱斯大学 跟随 诺贝尔化学奖 得主(1996年获得者)Richard E.Smalley教授从事 博士后 研究。

1997年,加入 斯坦福大学 化学系任教,先后担任助理教授,终生教授职位(2002年),正教授职位(2002年-2006年),J.G. Jackson&C.J.Wood荣誉教授(2006年-2007年)。

2002年,获得 美国化学会 纯粹化学奖。

2006年,获得 美国物理学会 James McGroddy(新材料)奖。

2009年,当选美国科学与艺术学院院士 。2009年获得 哥伦比亚大学 Ramabrahmam和Balamani Guthikonda奖。

2011年,当选 美国科学促进会 会士。2月10日,入选2000-2010年全球顶尖一百名化学家 名人堂 榜单,总排名第7,华人排名第1。

2016年5月,当选美国科学院院士 。

2019年11月22日,当选 中国科学院 外籍院士。

2021年8月25日, 斯坦福大学 朱冠舟 博士和 西南交通大学 博士生田馨以共同 第一作者 身份完成的最新研究成果“Rechargeable Na/Cl2 and Li/Cl2 Batteries ”,该工作由戴宏杰教授引领。

荣誉表彰

主要成就

科研成就

科研综述

1989年9月-1994年6月,戴宏杰先后在 哥伦比亚大学 和 哈佛大学 跟随 查尔斯·李波 教授从事 博士论文 工作:利用扫描隧道显微镜研究二维电荷密度波系统的结构和随机杂质钉扎效应;高Tc 超导体 中的 磁通量 结构和缺陷钉扎效应;低维固体材料的化学合成 。

1994年9月-1995年9月,在哈佛大学查尔斯·李波教授的科研组从事 博士后 研究工作: 纳米材料 的合成与 表征 ;导电原子力 显微镜 ;单个纳米材料的 电学 性质。

1995年9月-1997年7月,在 莱斯大学 跟随 诺贝尔化学奖 R.E Smalley教授从事博士后研究工作: 富勒烯 为基的 纳米技术 ;富勒烯 纳米管 的合成、提纯、表征和应用;单根 碳纳米管 用作原子力和扫描隧道 显微镜 的 探针 。

1997年9月-2002年, 斯坦福大学 化学 系助理教授,科研方向为:新型纳米材料的化学;利用新型探针和新的成像机理的扫描探针显微技术及其应用;新型一维 纳米材料 与微米/纳米半导体结构的集成;发展新的纳米材料制备技术;纳米尺度的固体物理研究 。

研究内容&学术论文

(1)利用扫描隧道 显微镜 研究了掺杂二维电荷密度波(CDW)系统中金属杂质对电荷密度波的影响;发展出了二维熔化过程的定量计算方法。代表性文章有:Physical Review Letters,66,(1991)3183;Physical Review Letters, 69,(1992)1567。

(2)研究了高温Bi系 超导体 中 磁通量 晶格的结构及超导材料的面缺陷,点缺陷和人为产生的 柱状 缺陷对磁通的影响。对理解 高温超导 中的磁通钉扎和寻找提高高温超导体的临界 电流密度 的途径具有重要意义,代表性文章有:Physical Review Letters,72(1994)748;Science,265(1994)1552;Nature,371(1994)769。

(3)与当时在 哈佛大学 访问的 清华大学 范守善 教授合作发展出了利用 碳纳米管 制备碳化物纳米棒的技术。研究结果为一维纳米 碳化物 材料的合成提供了一条有效的途径,发表在《 自然 》杂志[Nature,375(1995)769],在纳米科学领域产生了很大影响。

(4)在国际上首次实现了对单根碳纳米管 电学 性质进行实验测量,发展出了利用导电AFM测量单根碳纳米管电导的技术,为解决纳米尺度输运性质测量这一难题提供了一条途径,同时为AFM开辟了新的功能。发表在《 Science 》杂志[Science,272(1996)523]。

(5)发展了利用单根 碳纳米管 作为AFM 探针 的技术,解决了AFM针尖易损坏的的问题。同时可大大提高AFM垂直方向探测深度。研究结果发表在《 自然 》杂志[Nature,384(1996) 174]。研究结果还有可能扩展到其它一维 纳米材料 ,对 扫描探针显微镜 在科学和技术领域应用产生革命性的影响。

(6)发展出了提纯和切断单壁 碳纳米管 的技术,可把单壁管切割成所希望的长度,获得类似于大的 富勒烯 分子的单壁碳纳米管。研究结果发表在《 Science 》杂志[Science,272(1996)523]

(7)首次用四点法测量了单壁 碳纳米管 的输运性质。发现单壁碳纳米管的输运行为量子线。为单壁碳纳米管的理论研究和应用研究提供了重要依据。文章发表在《 自然 》杂志,[Nature,386(1997)474]并被选为该期自然杂志的封面。

(8)戴宏杰负责的研究团队在铝电池领域取得突破性成果,他们开发出一种可以充放电,具有超快充电、不易燃烧爆炸、可折叠、材料成本低的突出优点的铝离子电池,这款铝电池充电7500次后存储电量依然无损,寿命很长,相关研究成果于2015年4月6日发表在《Nature》杂志网络版。

人才培养

1997年,戴宏杰加入 斯坦福大学 任教以来,培养了多名博士,并指导 博士后 的研究工作,根据学术 家谱 (The Academic Family Tree) 中的记录,其中一些学生的具体信息如下:

2007年-2008年,戴宏杰在斯坦福大学讲授《Advanced Physical Chemistry》和《Physical Chemistry Laboratory II》两门课程。

社会任职

人物评价

戴宏杰是国际碳纳米材料研究领域的领军人物之一,在碳纳米材料的生长合成、 物理性质 研究、 纳米电子器件 研发,以及纳米生物医学、能源材料等领域都取得了成就,并获得了广泛的影响。 ( 清华大学物理系 评)

戴宏杰在材料表面有目的地生长出高质量的 碳纳米管 ,并用它们来研究这些新材料的各种固有物理性质,探索分子 晶体管 的性能极限并开发纳米传感器,这对于光电子器件和纳米电子芯片制造产业具有非常重要的意义。 (2004年裘利斯史普林格应用物理奖评)

参考资料

  1. 长沙市一中校友戴宏杰当选2016年美国科学院院士 新浪网 2017-12-22
  2. 美国艺术与科学学院院士戴宏杰教授做客致仁讲堂 畅谈纳米科学 南方科技大学 2015-04-11
  3. 四位华人学者新当选美国科学院院士 科学网 2016-05-04
  4. 关于公布2019年中国科学院院士增选当选院士名单的公告----中国科学院 www.cas.cn 2021-07-21
  5. 西南交通大学博士生田馨共同第一作者登上Nature正刊 今日头条 2021-08-27
  6. 美国家科学院公布2016院士名单 六华人学者上榜-中新网 中国新闻网 2022-02-13
  7. 第九届纳米研究奖揭晓 中国日报网 2022-04-08
  8. 戴宏杰 申请人简历 国家自然科学基金委员会 2018-03-19
  9. 美国科学院院士戴宏杰受聘为西南交通大学名誉教授--西南交通大学新闻网 news.swjtu.edu.cn 2021-07-21