徐化君
副研究员
所属院部: 化学与化工学院
访问次数:
基本信息
  • 教师英文名称:
    Xu Huajun
  • 教师拼音名称:
    Xu Huajun
  • 电子邮箱:
    hjxu@sdu.edu.cn
  • 入职时间:
    2022-04-14
  • 所在单位:
    化学与化工学院
  • 学历:
    博士研究生毕业
  • 办公地点:
    图书馆八楼877
  • 性别:
  • 联系方式:
    18366251839
  • 学位:
    工学博士学位
  • 在职信息:
    在职
  • 毕业院校:
    中国科学院大学
  • 硕士生导师
曾获荣誉:

山东省优秀青年科学基金项目(海外);
泰山学者青年专家;
教师简介

  徐化君,副研究员,硕士生导师。入选山东省泰山学者青年专家人才工程、山东省优秀青年基金(海外)、山东大学青年学者未来计划。研究工作聚焦高性能有机电光聚合物及混合集成电光调制器件,致力于从分子层面研发具有超高电光活性及可靠性的材料体系,推动混合集成器件综合性能的提升。申请并主持4项科研项目,包括国家自然科学基金、山东省优秀青年基金(海外)、泰山学者青年专家、以及广东省基础与应用基础研究基金等。以一作/通讯作者累计发表科研论文30余篇,论文入选Chem. Mater.期刊2020年度下载最高论文、Mater. Horiz.期刊2022年度最受欢迎论文、以及Mater. Chem. Front.期刊2020年度最佳封面等,多次在国际/国内会议上做分会场邀请报告。申请并获授权中国发明专利2项,美国专利2项。专利技术(US12187827B2,US20230339966A1)成功实现授权转化,目前产品已投入商用,并参与创办光子芯片初创公司NLM Photonics


教育经历
  • 2014-8 — 2015-10
    华盛顿大学
    材料学
  • 2010-9 — 2016-7
    中国科学院大学
    材料学
    工学博士学位
工作经历
  • 2022-04-至今
    山东大学
    副研究员
  • 2016-08 — 2017-09
    中芯北方集成电路制造有限公司
    工程师
  • 2017-10 — 2021-12
    华盛顿大学
    博士后研究员
研究领域

  信息时代的基础设施是电子芯片(集成电路),人工智能时代将更多地依托光子芯片(集成光路),光子芯片是未来新一代信息产业的基础设施和核心支撑。光子芯片中,电光调制器是实现电信号到光信号转换的核心器件。研发能与光电子器件在芯片尺度集成的高性能电光调制器,是构建高带宽、低时延、低功耗集成光互联技术的核心。目前,集成光子芯片技术所面临的主要瓶颈之一是电光调制器尺寸太大(L:mm~cm)、驱动电压高(Vπ > 5V),与微电子器件无法匹配,同时调制带宽低。

有机电光聚合物材料因其卓越的性能,近年来备受科研及产业界关注。相比于无机晶体材料(铌酸锂:31 pm/V),有机电光材料具有更高的电光系数,能够大幅度降低调制器的半波电压及尺寸;低介电常数(ε<10)有利于光波与微波的速度匹配,降低寄生电容,提高调制带宽;结构调整灵活,可根据需要定制化制备,因此有力推动了电光调制器向高带宽、低功耗、高集成的目标发展。有机电光材料的共轭π电子系统对于外部电场的变化具有飞秒级响应速度,本征带宽>10 THz。有机电光材料还可通过旋涂、喷涂等廉价加工手段与超表面、硅光子以及等离激元纳米光子器件结合。近年来有机电光材料和等离激元-有机混合(POH)电光调制器的研究取得了重大进展,在电光系数(1000 pm/V)、调制带宽(> 1000 GHz)、驱动电压(< 5V)、器件尺寸(~μm2)、以及器件功耗(< 1fJ/bit)等方面相比其他类型的电光调制材料及器件,显示出明显的领先优势。有机电光聚合物也有望成为继OLED以后的又一个成功应用的有机光电材料。


  主要从事高性能以及高可靠性有机电光材料的开发,以满足高速集成光互连、微波光子等技术的需求。取得的主要成果包括:


(1)研发BAYBAH系列材料,电光系数首次突破了1000 pm/V,达到了1100±100 pm/V,是目前电光材料领域的最高纪录(1310 nm)。与苏黎世理工的Juerg Leuthould教授课题组合作,制备的等离激元-有机混合(POH)电光调制器,器件调制长度仅需10μm,而目前其他类型调制器均需要mm甚至cm的器件长度VπL降低至48 Vμm,是目前电光调制器的最佳水平(即将被我们的下一个工作打破,VπL进一步降低至38 Vμm),带宽>70 GHz

 

(2)研发出HLD系列交联电光材料,解决了有机电光材料在高温环境可靠性不足的问题,同时提高了薄膜对于单线态氧及溶剂侵蚀的耐受度。交联电光薄膜器件的电光系数在85℃加热2000 h后保持初始值的99%以上,温度适用范围涵盖4K-400K,热稳定电光系数>300 pm/V满足了Telecordia GR-468-CORE可靠性标准。已应用于多种集成光子器件及商用产品中。该专利材料(US12187827B2)已由美国NLM Photonics公司进行产业转化商品名为Selerion-HTXhttps://www.nlmphotonics.com/2025/03/04/us-patent-for-thermoset-organic-electro-optic-materials/), ,是目前综合性能最为出色的商用电光聚合物。


Fig-1.png

                                                                   部分采用本人所研发电光聚合物制备的高性能集成光子器件



欢迎对有机电光材料感兴趣的各位专家,希望我们一起合作,推动电光聚合物/混合集成电光调制器的发展与产业转化!

长期招收硕士研究生及联合培养研究生,尽我所能,用心培养!


科研成果
论文

1.  . End-Extended Conjugation Strategy to Reduce the Efficiency-Stability-Mechanical Robustness Gap in Binary All-Polymer Solar Cells.  ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION,  2024. 

2.  . Isomerization Engineering of Solid Additives Enables Highly Efficient Organic Solar Cells via Manipulating Molecular Stacking and Aggregation of Active Layer.  ADVANCED MATERIALS,  2024. 

3.  . Amino-Functionalized Graphdiyne Derivative as a Cathode Interface Layer with High Thickness Tolerance for Highly Efficient Organic Solar Cells.  ADVANCED MATERIALS,  2024. 

4.  Wang, Mengke. Perspectives of thin-film lithium niobate and electro-optic polymers for high-performance electro-optic modulation.  Journal of Materials Chemistry C,  2023. 

5.  Electro-optic Activity in Excess of 1000 pm/V Achieved via Theory-guided Organic Chromophore Design.  Adv. Mater.,  33,  2104174, 2021. 

6.  Design and synthesis of chromophores with enhanced electro-optic activities in both bulk and plasmonic–organic hybrid devices.  Materials Horizons,  9,  261-270, 2021. 

7.  Ultrahigh electro-optic coefficients, high index of refraction, and long-term stability from Diels–Alder cross-linkable binary molecular glasses.  Chemistry of Materials,  32,  1408-1421, 2020. 

8.  Molecular engineering of structurally diverse dendrimers with large electro-optic activities.  ACS applied materials & interfaces,  11,  21058-21068, 2019. 

9.  Bis (4-dialkylaminophenyl) heteroarylamino donor chromophores exhibiting exceptional hyperpolarizabilities.  Journal of Materials Chemistry C,  9,  2721-2728,

10.  Mechanism and thermodynamic study of solar H2 production on LaFeO3 defected surface: Effect of H2O to H2 conversion ratio and kinetics on optimization of energy conversion efficiency.  Journal of Cleaner Production,  268,  122293, 2020. 

11.  Shen, Haojiang. Enhanced Performance via pi-Bridge Alteration of Porphyrin-Based Donors for All-Small-Molecule Organic Solar Cells.  CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY Journal,  41,  644, 2023. 

12.  . A Bithiazole-Substituted Donor for High-Efficiency Thick Ternary Organic Solar Cells via Regulation of Crystallinity and Miscibility.  Advanced Energy Materials,  2023. 

13.  Mechanism of oxygen vacancy assisted water-splitting of LaMnO3: inorganic perovskite prediction for fast solar thermochemical H2 production.  Inorganic Chemistry Frontiers,  7,  2381-2387, 2020. 

14.  徐化君. Recent Progress in Design of Organic Electro-optic Materials with Ultrahigh Electro-optic Activities(dagger).  CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY Journal,  40,  3001, 2022. 

15.  Mechanism of CO production around oxygen vacancy of LaMnO3: an efficient and rapid evaluation of the doping effect on the kinetics and thermodynamic driving force of CO2-splitting.  Journal of Materials Chemistry A,  8,  1709-1716, 2019. 

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