袁国栋,男,博士,研究员,博士生导师。
1977年7月生,2006年获浙江大学硅材料国家重点实验室半导体材料工学博士学位。2006至2012年先后在香港城市大学、德国波鸿鲁尔大学和德国柏林洪堡大学从事博士后研究,2012年到中国科学院半导体研究所工作,2014年获国家优秀青年科学基金资助。
取得的主要学术成绩:
一直从事硅基半导体材料在量子器件、半导体新能源和LED领域的基础和应用研究。(1)研制出基于高k叠层栅介质的高性能硅MOS量子器件,并观测到整数量子霍尔效应和SdH振荡,二维电子气迁移率达到20300 cm2/V.s;发展出低热预算硅锗量子器件工艺,并验证了硅锗超晶格结构(Si4Ge4)可以有效束缚二维电子气。(2)系统研究了贵金属(Ag,Cu)离子催化晶硅化学腐蚀微观机制;提出传统晶硅光伏工艺结合湿法黑硅技术思路,明显改善了晶硅光伏电池效率和成本优势。(3)发展出与CMOS兼容的硅基氮化镓LED芯片工艺,研制出Si(100)V型槽衬底氮化物蓝、黄及白光芯片。近年来在Adv. Mater., Nano Lett., IEEE Trans. Electron Devices等国内外重要刊物上发表论文90余篇,SCI论文被他引3000多次。
主要研究领域或方向:
2. 硅锗二维电子(空穴)气量子输运,量子霍尔效应
3. 硅MOSFET输运新现象及其可靠性物理
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在研/完成项目:
1. 国家自然科学基金(面上项目):新型Cu离子催化晶硅倒金字塔异质结构及其光阴极应用(2022-2025)
2. 国家自然科学基金(优秀青年基金):纳米线晶体管器件及其表/界面特性研究(2015-2017)
3. 国家自然科学基金(面上项目):面向与IC工艺兼容的Si(100)衬底高亮度3D发光器件研究(2015-2018)
4. 国家自然科学基金(青年基金):低成本多孔黑硅材料可控制备及其高效太阳能电池研究(2013-2015)
5. 中科院战略先导科技专项(B类):光电融合与调控前沿研究(2020-2024)
代表性论文:
1. S. Zhao, G. Yuan*, Q. Zhu, L. Song, D. Zhang, Y. Liu, J. Lu, W. Han, J. Luo*, Cryogenic mobility enhancement in Si MOS devices via SiO2 regrowth, IEEE Trans. Electron Devices, 2022, 69, 2585.
2. S. Zhao, G. Yuan*, D. Zhang, X. Wu, W. Han, Scattering suppression at MOS interface towards high-mobility Si-based field-effect transistors, Mater. Sci. Semi. Pro. 2022, 138, 106308
3. S. Zhao, G. D. Yuan*, Q. Wang, W. Q. Liu, R. Wang, S. H. Yang, Quasi-hydrophilic black silicon photocathodes with inverted pyramid arrays for enhanced hydrogen generation, Nanoscale, 12(2020)316
4. S. Zhao, G.D. Yuan*, Q. Wang, W. Q. Liu, S. Zhang, Z. Q. Liu, J. X. Wang, J. M. Li, Morphology control of c-Si via facile copper-assisted chemical etching: Managements on etch end-points, Appl. Sur. Sci. 489(2019) 776
5. Q. Wang, G. D. Yuan*, W. Q. Liu, S. Zhang, L. Zhang, Z. Q. Liu, J. X. Wang, J. M. Li, Monolithic semipolar (1-101) InGaN/GaN near white light-emitting diodes on micro-striped Si (100) substrate, Chin. Phys. B, 28(2019) 087802
6. Q. Wang, G. D. Yuan*, W. Q. Liu, S. Zhao, Z. Q. Liu, Y. Chen, J. X. Wang, J. M. Li, Semipolar (1-101) InGaN/GaN red-amber-yellow light-emitting diodes on triangular-striped Si (100) substrate, J. Mater. Sci., 54 (2019) 7780
7. H. Y. Chen, G. D. Yuan*, Y. Peng*, M. Hong, Y. B. Zhang, Y. Zhang, Z. Q. Liu, J. X. Wang, B. Cai, Y. M. Zhu, J. M. Li, Enhanced performance of solar cells with optimized surface recombination and efficient photon capturing via anistropic-etching of black silicon, Appl. Phys. Lett., 104 (2014) 193904
8. M. Hong, G. D. Yuan*, Y. Peng*, H. Y. Chen, Y. Zhang, Z. Q. Liu, J. X. Wang, B. Cai, Y. M. Zhu, Y. Chen, J. H. Liu, J. M. Li, Control carrier recombination of multi-scale textured black silicon surface for high performance solar cells, Appl. Phys. Lett., 104 (2014) 253902
9. G. D. Yuan, R. Mitdank, A. Mogilatenko, S. F. Fischer, Porous nanostructures and thermoelectric power measurement of electroless-etched black silicon, J. Phys. Chem. C, 116 (2012) 13767.
10. G. D. Yuan, Y. B. Zhou, C. S. Guo, W. J. Zhang, Y. B. Tang, Y. Q. Li, Z. H. Chen, Z. B. He, X. J. Zhang, P. F. Wang, I. Bello, R. Q. Zhang, C. S. Lee, S. T. Lee, Tunable electrical properties of silicon nanowires via surface ambient chemistry, ACS Nano 4 (2010) 3045.