师资队伍

传感科学与工程系

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刘大力

一、

刘大力,女,教授,博士生导师,1987年毕业于电竞外围电子科学系半导体物理与器件专业,同年考入中国科学院长春物理研究所攻读硕士学位,分别于1990年和1998年毕业于中国科学院长春物理研究所,获“理学硕士学位”和“理学博士学位”。1990 --1998 在长春物理所从事集成光学和非线性导波光学的研究工作,1993年晋升为助理研究员。1998—2000 在电竞外围南湖校区通信工程学院工作,19991月晋升为副教授。2000年进入电竞外围工作,20019月破格晋升为教授。200312月被评聘为微电子学与固体电子学学科博士生导师。90年以来一直从事集成光电子学、非线性导波光栅和ZnOZnSe等半导体材料及其光电器件的研究工作。曾参加过多项国家自然科学基金项目、国家“863”项目科学院军工项目和吉林省科技发展计划项目的研究工作,曾在国内外刊物及会议上发表论文80余篇现主要从事基于新型纳米复合材料的光电化学生物传感器和钙钛矿太阳能电池的研究的研究工作。

二、研究方向

光电子材料与器件研究

1. 基于新型纳米复合功能材料的光电化学生物传感器研究

2. 钙钛矿太阳能电池的研究

三、承担科研项目及获奖

1.承担科研项目

1)国家“863”项目“ZnO薄膜材料的新型MOCVD生长及其激光器的研究 负责人,2001.7-2004.6

2) 科技部中小企业创新基金“基于半导体色敏传感技术的新型口腔用电脑比色仪”, 负责人, 2006.6-2008.6

3)横向课题“硅色敏传感器的研制”, 负责人,2007.1-2009.12

4)横向课题“高精度加速度传感器研制”, 负责人,2009.3-2011.12

5国家“863”子项目“具有水氧阻隔作用的无机介质薄膜层制备工艺研究”, 负责人, 2011.5-2014.12

6吉林省自然科学基金项目纳米Ag/ZnO光子晶体的制备及其生物传感应用”, 负责人,2014.1-2016.12

7吉林省发改委项目“用于肿瘤早期诊断的光电化学生物传感器的研究与开发”,负责人,2015.1-2017.12

8) 国家自然科学基金项目上转换光电化学生物传感应用于肿瘤早期诊断”, 负责人,2020.1-2023.12

2.科研获奖

1)作为主要参加者获2004年度吉林省科学技术成果,成果名称:ZnO薄膜的MOCVD生长研究。

2) 作为主要参加者获2019年度吉林省自然科学一等奖,获奖项目名称:稀土纳米晶的光电性能调控与应用研究。

四、 讲授课程

本科生课程:

《电动力学》 2012-现在)

《光纤通信原理与系统》 2001-2011

《电磁场与电磁波》 1998-2000

《天线与电波传播》 2000-2001

五、代表性工作及论文

代表性工作

1、基于纳米ZnO薄膜的声表面波生物传感器的研究

采用数值分析的方法,分析论证了基于ZnO/SiO2/Si结构的声表面波(SAW)生物传感器的质量灵敏度和机电耦合系数、温度延迟系数及压电导波层厚度之间的关系,获得了最优化的基于纳米ZnO薄膜SAW生物传感器的结构参数。为进一步研究ZnO/SiO2/Si结构SAW生物传感器的制作和应用奠定了基础。该成果发表于Materials Science & Engineering C, 30 (2010) 11751182

2基于新型纳米信息功能材料的生物传感器研究

开展了ZnO光子晶体及其纳米复合材料的光电特性及其光电化学生物传感器研究,获得了一些有价值的结果

(1) 在光电化学传感方面研究

采用自组装PMMA胶体晶体模板结合溶胶-凝胶的方法,制备了光子带隙可控的ZnO反蛋白石光子晶体。采用溶剂热的方法制备了Ag2S量子点,利用静电吸附制备出Ag2S量子点修饰的ZnO光子晶体电极,获得了灵敏度高和稳定性较好的光电化学生物传感器,该传感器对甲胎蛋白的检测线性范围是0.05-200ng/mL,最低检测限是8pg/mL,具有很好的重复性和特异性。该成果发表于SCIENTIFIC REPORTS | 62016: 38400 |.

利用水热合成方法,合成了形貌和尺寸均一的硫化镉量子点(CdS QDs),制备了氧化锌反蛋白石结构光子晶体电极(ZnOIOPCs/FTO)。先把甲胎蛋白(AFP)和葡萄糖氧化酶(GOX)分别连接在CdS QDs上,形成AFP-CdS-GOX复合物,利用AFP抗体和AFP-CdS-GOX复合物的免疫结合原理,成功地应用于甲胎蛋白的检测。该生物传感器对于AFP检测的线性范围是0.1ng/ml- 500ng/mL,检测限为0.01ng/mL。此项研究工作也为实现其它蛋白质的检测提供了一个有效的方法。该成果发表于Biosensors and Bioelectronics 201574411–417

(2) 在电化学生物传感方面研究

开展了石墨烯和Au NPs复合结构(Au NPs/GO)的抗坏血酸生物传感特性研究,通过控制材料合成过程中氯金酸(HAuCl4)的浓度,利用柠檬酸钠在GO表面还原Au3+的方法,制备了一系列不同Au纳米颗粒负载量的Au/GO纳米复合材料。并基于这种复合材料制备了能够进行抗坏血酸无酶检测的电化学生物传感器,进行了在人血清环境下和医用药物环境下的抗坏血酸浓度测试,两种环境下的灵敏度误差范围均未超过10%。这种能够在复杂环境下进行抗坏血酸浓度测试的电化学传感器体现了其作为产品开发的应用价值。该成果发表于SCIENTIFIC REPORTS | 42014: 7515 |

通过静电纺丝方法制备了IrOx管套线结构,制作了基于IrOx纳米纤维/壳聚糖的甲胎蛋白传感器, 获得较高灵敏度和快速响应。其检测线性范围是0.05-150ng/mL,最低检测限是0.02ng/mL,有望用于实际人体血清的检测。该成果发表ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 22719 – 22726

合成了具有不同长径比的金纳米棒(GNRs, 制备了基于不同长径比金纳米棒的甲胎蛋白生物传感器,表现出较宽的线性范围和低检测限(0.04 ng/ mL)。 该成果发表SCIENTIFIC REPORTS | 5 (2015) : 9939 |

2、 在钙钛矿太阳能电池研究方面

研究了Bi3+掺杂对钙钛矿薄膜(FA0.83MA0.17Pb(I0.83Br0.17)3)结构、电学和光学性能的影响以及相应的PSCs性能。Bi3+改性PSCs具有更好的热稳定性、光伏响应和重复性,其原因是晶界降低,晶化能力增强,以及钙钛矿薄膜中电子萃取的改善。研究结果表明,改进后的优化PSC的功率转换效率(PCE)19.4%,在100~180°C范围内具有较好的耐热性能,提高了长期稳定性。由于钙钛矿光活性层中结构缺陷的有效改性,使改性后的器件降解速率降低了一个数量级。结果揭示了钙钛矿膜的结晶起源和热稳定性,为解决PSCs的热稳定性问题提供了一条途径。该成果发表于Adv. Energy Mater. 2018, 1703659

近期发表代表性论文:

1) Yue Zhai (学生), Dali Liu, Yandong Jiang, Xu Chen, Long Shao, Jing Li, Kuang Sheng, Xinran Zhang Hongwei Song, Near-infrared-light-triggered photoelectrochemical biosensor for detection of alpha-fetoprotein based on upconversion nanophosphors, Sensors and Actuators B: Chemical286(2019), 468-475。(通讯作者)

2) Chen C.(学生); Wu Y.; Liu L.; Gao Y.; Chen X.; Bi W.; Chen X.; Liu D.; Dai Q.; Song H., Interfacial engineering and photon downshifting of CsPbBr3 nanocrystals for efficient, stable and colorful vapor phase perovskite solar cells. Advanced Science 2019, 1802046.(通讯作者)

3) Chen, C.(学生); Liu, D.; Wu, Y.; Bi, W.; Sun, X.; Chen, X.; Liu, W.; Xu, L.; Song, H.; Dai, Q., Dual Interfacial Modifications by Conjugated Small-Molecules and Lanthanides Doping for Full Functional Perovskite Solar Cells. Nano Energy 2018, 53, 849-862. (指导教师)

4) Cong Chen(学生), Dali Liu, Boxue Zhang, Wenbo Bi, Hao Li, Junjie Jin, Xu Chen, Lin Xu, Hongwei Song,* and Qilin Dai*Carrier Interfacial Engineering by Bismuth Modification for Efficient and Thermoresistant Perovskite Solar CellsAdv. Energy Mater. 2018, 1703659(指导教师)

5) D. Zhou(学生), D. Liu, W. Xu*, X. Bai, H. Song*, Cerium and Ytterbium codoped Halide Perovskite Quantum Dots: A Novel and Efficient Downconverter for Improving the Performance of Silicon Solar Cells, Adv. Mater., 2017, 2942, 1704149.(指导教师)

6) D. Zhou(学生), D. Liu, W. Xu,* H. Song*, Semiconductor plasmon-sensitized broadband upconversion and its enhancement effect on the power conversion efficiency of perovskite solar cells, J. Mater. Chem. A, 2017, 532, 16559–16567.(指导教师)

7) Donglei Zhou(学生), Dali Liu, Wen Xu*, Xu Chen, Ze Yin, Xue Bai, Biao Dong, Lin Xu, Hongwei Song*, Synergistic Upconversion Enhancement Induced by Multiple Physical Effects and an Angle-Dependent Anticounterfeit Application, Chemistry of Materials, 2017, 29(16), 6799?6809. (指导教师)

8) Donglei Zhou(学生), Dali Liu, Wen Xu*, Ze Yin, Xu Chen, Pingwei Zhou, ShaoboCui, Zhanguo Chen, Hongwei Song*, Observation of Considerable Upconversion Enhancement Induced by Cu2-xS Plasmon Nanoparticles, ACS Nano, 2016, 10(5), 5169?5179(指导教师)

9) Yandong Jiang(学生), Dali Liu*, Yudan Yang, RuXu, Tianxiang Zhang, Kuang Sheng &Hongwei SongPhotoelectrochemical detection of alpha-fetoprotein based on ZnO inverse opals structure electrodes modified by Ag2S nanoparticlesSCIENTIFIC REPORTS| 62016:38400 | DOI: 10.1038/srep38400.通讯作者)

10) RuXu(学生), YandongJiang, LeiXia, TianxiangZhang, LinXu, ShuangZhang, DaliLiu*, Hongwei Song, A sensitive photoelectrochemical biosensor for AFP detection based on ZnO inverse opal electrodes with signal amplification of CdS-QDs, Biosensors and Bioelectronics, 201574411417.(通讯作者)

11) Lei Xia(学生), JianSong, RuXu, DaliLiu*, BiaoDong, LinXu, Hongwei SongZinc oxide inverse opal electrodes modified by glucose oxidase for electrochemical and photoelectrochemical biosensor Biosensors and Bioelectronics201459350357 。(通讯作者)

12) Lei Xia(学生), LinXu, JianSong, RuXu, DaliLiu*, BiaoDong, Hongwei Songquantum dots modified CuO inverse opal electrodes for ultrasensitive electrochemical and photoelectrochemical biosensor, SCIENTIFIC REPORTS| 5 (2015):10838 | DOI: 10.1038/srep10838.(通讯作者)

13) Jian Song(学生), Lin Xu, Ruiqing Xing, Qingling Li, Chunyang Zhou, Dali Liu*&Hongwei SongSynthesis of Au/Graphene Oxide Composites for Selective and Sensitive Electrochemical Detection of Ascorbic AcidSCIENTIFIC REPORTS | 4 (2014): 7515 | DOI: 10.1038/srep07515(通讯作者)

14) Chunyang Zhou(学生), Dali Liu,* and Shaojun DongInnovative Bimolecular-Based Advanced Logic Operations: A Prime Discriminator and An Odd Parity CheckerACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 20849?20855(通讯作者)

15) Jiansheng Chen(学生), Lin Xu, Ruiqing Xing, Jian Song, Hongwei Song, Dali Liu and Ji Zhou, Electrospun three-dimensional porous CuO/TiO2 hierarchical nanocomposite electrode for nonenzymatic glucose biosensingElectrochem. Commun.2012, 20, 75-78。(通讯作者)

16) Xi Chen(学生), Dali Liu*, Analysis of viscosity sensitivity for liquid property detection applications based on SAW sensorsMaterials Science & Engineering C, 30 (2010) 11751182(通讯作者

六、 报考要求

博士生:有较强理论基础知识和实验技能,有较高的外语写作水平和计算机运用能力。

硕士生:有较强理论基础知识和良好的实验素质。

七、毕业生去向

主要去向:国外博士后,国内高校、研究所,大型国企,公司等,如:东南大学,电竞外围,中国科学院大连化学物理研究所,一汽,中兴公司,北京专利局下属公司等。

八、 联系方式

办公室:电竞外围理科实验楼DD306房间

电话:0431-851682418209(办)

手机: 13196003606

E-mail: ldl@jlu.edu.cn

通信地址:长春市前进大街2699号理科实验楼D

电竞外围 集成光电子学国家重点实验室

邮编:130012

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