团队简介：微纳器件与材料物理团队结合计算机仿真模拟和实验制备，主要开展面向智能传感、新能源等领域的功能材料的制备和生长机理探究、能量输运机理研究以及微纳智能传感器的设计与制备。科研平台包括材料和器件制备实验室以及高性能仿真平台。在新型薄膜材料的制备、拉曼光谱表面增强、极端条件下材料结构与性能预测、计算机芯片散热、热电材料设计等方面取得了大量研究成果，发表了多篇高质量的研究论文。
Introduction
The Micro and Nano Devices and Materials Physics team combines numerical simulation and experimental fabrication to explore the preparation and growth mechanism of functional materials such as new energy materials, the study of energy transport mechanism, and the design and preparation of micro-nano intelligent sensors. Research platforms include materials and device preparation laboratories as well as high-performance computation centers. A large number of research achievements have been made in the preparation of new thin film materials, Raman spectroscopic surface enhancement, material structure and performance prediction under extreme conditions, heat dissipation of computer chips, and thermoelectric material design, and a number of high-quality research papers have been published.
研究方向：
（1）气敏传感器的制备与应用研究
传感器基于其数字化、集成化的特点，逐渐进一步向便携、灵敏、低成本和智能化的趋势发展。2013年“雾霾”成为中国年度关键词，让人在关注碳排放的同时也提高了对其他污染物气体排放的监测。 构成煤炭的主要元素除碳、氢、氧之外，还有氮和硫等，这一因素造成传统化石能源大量燃烧后，向空气中排放的污染物气体除了CO2、CO外，氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）也占相当一部分比例。由于其低成本、高响应的特点，半导体传感器是目前在实际生产生活中应用最为广泛的气体传感器。如何实现在室温状态下对于有害气体浓度的实时、准确、灵敏的检测，成为能源环境中对污染物气体检测的相关领域的研究热点。
（2）纳米催化材料的制备与光电性能研究
二氧化碳作为温室效应的主要气体之一,对人类的生存环境和地球的生态系统造成严重危害。利用太阳光和光催化材料将CO2还原为清洁的碳氢燃料,不仅可以减少空气中CO2浓度,降低温室效应的影响,还可以缓解能源短缺问题，因此作为新一代最有前途的能源和环保技术，研究太阳光CO2转化技术具有非常重要的意义。太阳光催化还原CO2转换为碳氢燃料技术的核心是光催化材料,它是决定CO2还原转换过程能否实现的关键。我们基于物理气象沉积技术，以一种新颖的动态掠射角沉积方法以及传统的薄膜沉积技术制备异质结的催化剂，理解材料的电子结构和系统的动力学过程，并结合光催化剂光氧化与光还原性质，加深对光催化剂的理解，去探索和理解光催化的基理，设计和制备出更加优异的催化材料。
（3）高压新型功能材料和类石墨烯二维新型材料的研究与设计
Ø 高压相新型功能材料的理论设计和实验合成： 压力可以改变物质内部原子间的相互作用，诱导高压新相的形成。这些高压新相大多具有常压相所不具有的新颖物理和化学性质。研究组利用高压这一有效手段，开展深入系统的高压相新型功能材料（如超硬、超导、热电、含氮高能量高密度、储氢材料等等）的结构设计与实验合成，力争在新型功能材料研究领域做出原创性工作。
Ø 新型类石墨烯二维材料的研究与设计：近年来，二维材料的研究从石墨烯开始，到二硫化钼，再到黑磷逐步拓展。目前发现的主要二维材料，包括石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等，都很难同时满足适当带宽、高迁移率、高稳定性等关键要求。探索与拓展新型类石墨烯二维材料成为近年来研究关注的重点，研究组利用第一性原理和 CALYPSO结构预测方法，以功能和结构为导向开展新型二维新型材料的研究及其应用。
（4）微纳米尺度热传导
基本长度尺度，如平均自由程和能量载流子的波长（电子，声子或光子），一般在 1~10000 nm的范围内，相应的平均寿命为1-100皮秒。随着器件的持续小型化，以及可以探测这些时间和长度尺度实验技术的持续发展，人们逐渐意识到热传输中的傅里叶定律不能很好地描述这些现象。同时，模拟计算手段补充了测量技术的局限，为热传输领域提供了更加深入细微的理解，从而促进了材料和器件中先进热管理的研究。然而，还有一些悬而未决的问题吸引着人们的兴趣，包括低维度系统中（纳米线，纳米管，二维材料等）的热传导，界面的影响，本征和外在散射，不同散射机制之间的相互耦合。该研究方向对热界面材料、热电材料、高温涂层等材料的设计和研究有重要指导意义。
（5）功能薄膜材料和生物材料
在保持材料或零部件原性能的前提下，通过表面改性赋予其新的性能，不仅可以提高产品的可靠性、延长其使用寿命还能降低经济成本。本研究方向中，主要通过低温等离子体技术，制备出 DLC、TiN、TiO2等各种功能薄膜、生物涂层，并将其应用于人体植入器械（如血管支架、人工关节、心脏瓣膜等）的表面改性，以提高植入器械的生物相容性、服役环境中的耐腐蚀性和耐磨损性，从而延长使用寿命，减轻患者痛苦。随着社会的发展、人民生活水平的提高，心血管疾病、骨关节病的发病率也越来越高，人体植入器械（支架、关节等）的需求量也将越来越高。为提高人体植入器械的使用寿命和安全性，针对人体植入器械表面改性的相关研究不仅具有重要的科学意义，还具有重要的社会意义和经济价值。
科研项目及成果
近几年代表性科研项目
1、 碲化铋-碲化铅和硅化镁-硅锗分段热电材料界面能量输运性质的研究，国家自然科学基金面上项目2018-2021
2、 新型金属氧化物气敏薄膜的纳米结构设计与气体吸附性质研究，四川省自然科学基金杰出青年科学基金项目 2023-2025
3、 高效纳米线热电材料的结构设计、制备与表征，四川省国际科技合作与交流研发项目 2018-2020
4、 负载金属纳米颗粒的二维MXene基复合材料可控制备及其在燃料电池中的催化性能研究，四川省重点研发计划，2021-2023
近几年代表性论文
1. Physical Review Applied (2022), 17, 024039
2. J. Phys. Chem. A (2022), 10, 6551 (Hot Paper)
3. Surface and Coatings Technology (2021), 416, 127151
4. Physical Review B (2020), 101, 205418
5. Physical Review B (2019), 100, 075432
6. Journal of Materials Chemistry A (2019), 7, 7791-7799.
7. Nano Letters (2019), 19, 6461
8. Journal of Materials Chemistry A (2018), 6(25): 11890-11897
9. Applied Physics Letters (2017) 111(12).
10. RSC advance, 2017, 7, 26089
团队成员：（共有11名成员，其中教授4人，副教授2人，讲师5人）
王红艳 教授，教育部新世纪优秀人才、四川省学术与技术带头人。研究方向：多尺度计算模拟方法，新材料原子分子设计。
谢 东 教授，四川省学术与技术带头人后备人选。研究方向： 防腐、耐磨、抗凝等各类功能薄膜材料的制备及其在机械零部件、人体植入器械表面改性中的应用研究。
倪宇翔 教授，四川省杰出青年基金获得者，四川省学术与技术带头人后备人选、雏鹰学者。研究方向：微纳米尺度热传导、热电材料结构设计、气敏材料结构设计。
郭春生 教授，四川省学术与技术带头人后备人选、雏鹰学者。研究方向：聚变相关材料的氢滞留问题。微纳米材料的电、磁学性质。
夏钰东 副教授。研究方向：高温超导薄膜及高温超导器件、半导体纳米薄膜及纳米传感器元器件。
陈元正 副教授，雏鹰学者。研究方向：高压新型功能材料的研究与设计，新型二维材料的合成及性质研究。
张文婷 讲师，青苗计划入选者。研究方向：新型二维材料、超薄异质结、多功能复合材料等的制备、生长机理、及光电探测/气敏传感器探究。
欧 凯 助理研究员，青苗计划入选者。研究方向：纳米材料与钙钛矿材料的制备，以及光电器件研究。
罗 佳 助理研究员，青苗计划入选者。研究方向：低维磁性材料和MOF材料的理论与实验研究。
朱 浩 讲师。研究方向：声表面波气体传感器的制备与研究。
李秀梅 讲师。研究方向：新功能材料预测、气体传感及催化机制理论研究。