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刘明  教授

国家级特聘教授
享受国务院特殊津贴专家
研究生院副院长
电子科学与工程学院教授

教育经历：

2010年
美国东北大学，博士

2004年
中科院大连化物所，硕士
 
1999年
内蒙古大学，本科

工作经历：

2021/04-至今
领军学者，二级教授
 

2016/08-至今
研究生院副院长

2013/09-至今
教授、博士生导师

2010/12-2013/07
美国阿贡国家实验室  阿贡学者
ANL , Director's Postdoctoral Fellow

立德树人：

指导学生
获首批国家科学自然基金青年学生基础研究项目资助1人
入选陕西省优秀博士论文2人
入选优秀博士论文1人
入选优秀硕士论文1人
荣获“研究生标兵”2人、​​​​​产教融合之星1人

刘明  教授

电子科学与工程学院

mingliu@xjtu.edu.cn

http://gr.xjtu.edu.cn/web/mingliu/liu-s-group

站点访问量

个人简介

刘明， 省级无党派人士，陕西省政协委员，国家级特聘教授，享受国务院特殊津贴专家，陕西省百人，陕西省科技创新团队带头人。精密微纳制造技术全国重点实验室副主任，电子陶瓷与器件教育部重点实验室副主任，自旋量子传感芯片陕西省高校工程中心负责人，研究生院副院长，陕西省党外知识分子联谊会常务理事。
 

围绕集成电路领域关键卡脖子问题，长期开展磁存储器、磁传感器专用材料及芯片研究、可穿戴柔性电子器件及生物传感器件研究等。以第一/通讯作者在Science , Nat.Commun., Adv. Mater. 等国际期刊发表SCI论文200余篇，被引用10000余次，其中IF>10的论文40余篇，一作文章入选Adv. Funct. Mater.十年10篇优秀论文，发表在Science上的柔性铁电薄膜的工作引起广泛关注，并被《中国科学》头版报道；应Wiley出版社邀请，主持编写英文专著一部；申请/授权发明专利70余项；自2019年连续入选科睿唯安高被引学者。​​先后主持国家重点研发计划智能传感专项1项、课题2项；国家自然科学基金委重点项目2项、重大研究计划预研项目等国家级项目，与国家电网等龙头企业密切合作，承担横向技术课题，共建校企联合研究院2项。荣获高等教育（研究生）国家级教学成果奖二等奖，陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖特等奖，陕西高等学校科学技术奖一等奖，中国机械工业科学技术奖科技进步奖一等奖等​​​​​。


担任Physics Letter A等5个SCI期刊编委；陕西省专业学位研究生教育教学指导委员会委员，自然基金委、教育部和科技部会议评审专家；中国宇航学会空间电子专业委员会副主任委员、中国电子学会空间电子分会常务委员、中国电机工程学会电磁检测技术及装备专委会委员、机械工程学会微纳制造分会常务理事、中国电机工程学会智能感知专委会委员等。担任2021，2020，2018年 IEEE 国际磁学会议组委会成员、分会召集人及分会主席；第58，59，61届国际磁学与磁性材料会议分会召集人及分会主席。

创建了“智能磁电材料与器件创新”研究团队。现有教师18人，包括教授5人，副教授7人，助理教授6人。包括国家级特聘教授1人，国家级青年人才4人，省级青年人才2人。团队现有研究生90余名，优秀生源率达90%。

研究领域与方向

智能磁电材料与器件创新团队秉持“干顶天立地事，做不忘初心人”的奋斗理念，在基础科学研究方面勇攀高峰，在服务国家战略需求方面，解决关键卡脖子问题，实现产业转化。团队主要在先进电子材料与器件及集成电路专用芯片等领域开展研究，研究方向包括自旋信息存储材料与集成电路、电量传感芯片与信号调理电路、功能氧化物柔性电子材料与器件、磁性与半导体材料及器件等领域。

1.磁传感及磁存储材料、芯片及集成电路

团队长期致力于各类电气量（磁场/电流/电场/电压）传感芯片的敏感机理、材料体系、结构设计、多物理场仿真、微纳制造、封装测试与信号调理电路等研究，基于磁阻效应（MR）和磁电耦合效应（ME）等多种物理机制，开发出具有高灵敏度、宽量程、抗干扰的MEMS磁场/电场传感芯片，提出磁电薄膜耦合强化理论和微谐振结构优化设计方法，解决了小体积敏感元件多物理场耦合及增强难题，与国家电网等企业展开联合攻关，研制出适应电力复杂工况的高性能、非侵入式交直流电流/电压传感器信号调理电路及模组，实现了传感器灵敏度和线性度的提升，部分传感器在电网系统实现试点应用，同时与企业开展密切的产学研合作，承担国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金委重点项目等国家级项目。

在IEEE Trans Industr. Elect.等发表论文50余篇，授权发明专利10余项，并在该领域指导学生获中国研究生电子设计竞赛国赛一等奖、二等奖、三等奖等国家级奖项。
 
并且以磁电耦合材料为基础，研发了新一代利用电场、自然光场调控自旋属性的下一代信息存储材料，致力于解决现有磁场和电流驱动的自旋信息存储器件中高功耗、体积大和响应慢的问题。发表高水平论文Nat. Commun.（2篇）、Adv. Mater.（5篇）、Adv. Funct. Mater.（3篇）、Adv. Sci.（1篇）、ACS Nano（4篇）等。

2.磁性半导体材料及器件

围绕新一代多功能纳米陶瓷粉体和磁性材料及器件的设计、制备、应用等，团队展开联合攻关，研制出新一代微波铁氧体材料、高性能功率软磁材料、高导热高强度氮化物陶瓷基板。团队突破了离子占位调控、尖晶石-钙钛矿磁电双相复合配方、表面改性技术等，生产出具有低损耗、高介电、高功率、高热导率和高抗弯强度的系列化微波基板产品、系列化功率软磁产品以及AlN陶瓷基板产品，从而打破国外对高端陶瓷及其粉料的技术垄断。该领域承担了国家自然科学基金等课题项目，发表SCI论文30余篇，申请/授权专利10余项。且与重点企业共建校企联合研究院，有力推动我国电源技术等领域跨越式发展。

3.柔性可穿戴磁电氧化物薄膜与器件

柔性电子具有低能耗、轻薄、易携带、以及良好的生物相容性等特性，是智能装备、智能产品及物联网技术的基础支撑。本团队首次研发了超弹超柔的自支撑铁电薄膜，突破了传统功能氧化物易碎、难以柔性化的性能局限，让功能氧化物进军柔性电子成为可能，该成果当年发表在Science上。《Science》杂志的高级编辑Brent Grocholski博士为该成果撰写了评述，此外相关成果得到了《中国科学报》头版报道。

4.面向生物医学的电磁感应与激励 

团队研发了柔性可穿戴/植入的磁传感与磁激励器件及纳米颗粒图案实时成像系统，实现了生命活动自源电磁场以及外加电磁场对生物体作用规律的实时检测。制造了良好的生物相容性和类人体力学特性的磁传感器，实现人体健康检测。研究成果为临床上对疾病的早期诊断干预提供了新的方案。成果已在Nat.Commun, Adv.Mater, Adv.Funct.Mater, ACS Nano等期刊发表论文10余篇，相关成果被国外媒体多次报道。

代表性文章

英文专著｜Books

1. Ming Liu and Ziyao Zhou, Integrated Multiferroic Heterostructures and Applications,Wiley‐VCH Verlag GmbH &Co.KGaA, ISBN:9783527341771(2019) https://doi.org/10.1002/9783527803675

 

代表性论文｜Selected publications

1. R. Peng, B. Zhang, G. Dong,* Y. Wang, G. Yang, J. Zhang, B. Peng, Y. Zhao, M. Liu*, “Enhanced Piezoelectric Energy Harvester by Employing Freestanding Single-Crystal BaTiO3 Films in PVDF-TrFE Based Composites”，Advanced Functional Materials, (2024) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202316519

​​​​​​2. G. Yang, G. Dong,* B. Zhang, X. Xu, Y. Zhao, Z. Hu,* M. Liu, “Twisted integration of complex oxide magnetoelectric heterostructures via water-etching and transfer process”,  Nano-Micro Letters, (2024) https://doi.org/10.1007/s40820-023-01233-z

3. H. Liu, W. Zhu, Q. Mao, B. Peng,* Y. Xu, G. Dong, B. Chen,R. Peng, Y. Zhao, Z. Zhou, S. Yang, H. Huang,* and M. Liu*, “Single-Crystalline BaZr0.2Ti0.8O3 Membranes Enabled High Energy Density in PEI-Based Composites for High-Temperature Electrostatic Capacitors”, Advanced Materials, 2300962.  (2023)  https://doi.org/10.1002/adma.202300962

4. M. Zhao, Y. Zhao,* Y. Li, G. Dong, Z. He, Y. Du, Y. Jiang, Sh. Wu, C. Wang,* L. Zhao, Z. Jiang, M. Liu,* and Z. Zhou*, “Manipulations of Spin Waves by Photoelectrons in Ferromagnetic/Non-Ferromagnetic Alloyed Film”, Advanced Materials, 2303810. (2023) https://doi.org/10.1002/adma.202303810
 

5. L. Han, G. Dong, M. Liu,* and Y. Nie*, “Freestanding Perovskite Oxide Membranes: A New Playground for Novel Ferroic Properties and Applications”, Advanced Functional Materials, 2309543. (2023) https://doi.org/10.1002/adfm.202309543

6. Y. Guo, B. Peng, R. Qiu, G. Dong, Y. Yao, Y. Zhao, Z. Zhou, M. Liu. "Self‐Rolling‐Up Enabled Ultrahigh‐Density Information Storage in Freestanding Single‐Crystalline Ferroic Oxide Films." Advanced Functional Materials, 2213668. (2023)​​ 
​​​https://doi.org/10.1002/adfm.202213668


7. B. Chen, W. Zhu, T. Wang, Bi. Peng,* Y. Xu, G. Dong, Y. Guo, H. Liu, H. Huang,* and M. Liu*, “Ultrahigh Energy Storage Capacitors Based on Freestanding Single-Crystalline Antiferroelectric Membrane/PVDF Composites”, Advanced Functional Materials, 2302683. (2023) https://doi.org/10.1002/adfm.202302683


8. T. Wang , X. Shi,1, R. Peng,1, G. Dong,*, H. Liu, B. Chen, M. Guan, Yanan Zhao, B. Peng, Chao Zhou, Sen Yang, Wanbo Qu, Yang Zhang, Ziyao Zhou, X. Ding, H. Wu,*, H. Huang,*, Ming Liu,*  “Giant energy storage of flexible composites by embedding superparaelectric single-crystal membranes”, Nano Energy, 108511.  (2023) https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108511


9. Y. Du, Y. Zhao,* L. Wang,* Z. He, Y. Wu, C. Wang, L. Zhao, Z. Jiang, M. Liu,* and Z. Zhou*, “Deterministic Magnetization Reversal in Synthetic Antiferromagnets using Natural Light”, Small, 2302884.(2023)  https://doi.org/10.1002/smll.202302884


10. M. Zhao, L. Wang, Y. Zhao,* Y. Du, Z. He, K. Chen, Z. Luo, W. Yan, Q. Li,* C. Wang, Z. Jiang, M. Liu,* and Z. Zhou*, “Deterministic Magnetic Switching in Perpendicular Magnetic Trilayers Through Sunlight-Induced Photoelectron Injection”, Small, 2301955. (2023) https://doi.org/10.1002/smll.202301955


11. G. Dong, Y. Hu, C. Guo, H. Wu, H. Liu, R. Peng, D. Xian, Q. Mao, Y. Dong, Y. Zhao, B. Peng, Z. Wang, Z. Hu, J. Zhang, X. Wang, J. Hong, Z. Luo, W. Ren, Z. Ye, Z. Jiang, Z. Zhou*, H. Huang*, Y. Peng*, M. Liu*“Self-Assembled Epitaxial Ferroelectric Oxide Nanospring with Super-Scalability”, Advanced Materials, 2108419. (2022)  https://doi.org/10.1002/adma.202108419
 

12. Q. Lu, P. Li, Z. Guo*, G. Dong*, B. Peng, X. Zha, T. Min, Z. Zhou, M. Liu*“Giant tunable spin Hall angle in sputtered Bi2Se3 controlled by an electric field”, Nature Communications, 1650. (2022) https://doi.org/10.1038/s41467-022-29281-w


13. T. Wang, R. Peng, W. Peng, G. Dong, C. Zhou, S. Yang, Z. Zhou, M. Liu*“2-2 Type PVDF-Based Composites Interlayered by Epitaxial (111)-Oriented BTO Films for High Energy Storage Density”, Advanced Functional Materials, 2108496. (2022) https://doi.org/ 10.1002/adfm.202108496

14. C. Li, Y. Li, Y. Zhao,* Y. Du, M. Zhao, W. Peng, Y. Wu, M. Liu, and Z. Zhou.* "Sunlight Control of Ferromagnetic Damping in Photovoltaic/Ferromagnetic Heterostructures.", Advanced Functional Materials, 2111652. (2022) https://doi.org/10.1002/adfm.202111652.
 

15. Y. Cheng, G. Dong,* Y. Li, G. Yang, B. Zhang, M. Guan, Z. Zhou, and M. Liu.* "Strain Modulation of Perpendicular Magnetic Anisotropy in Wrinkle-Patterned (Co/Pt)(5)/BaTiO3 Magnetoelectric Heterostructures." ACS Nano 16(7), 11291-99. (2022) https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04754.

16. Y. Li, X. Zha, Y. Zhao, Q. Lu, B. Li, C. Li, Z. Zhou, and M. Liu.* "Enhancing the Spin-Orbit Torque Efficiency by the Insertion of a Sub-Nanometer Beta-W Layer." ACS Nano 16(8), 11852-61. (2022) https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00093.
 

17. Y. Zhao, R. Peng, Y. Guo, Z. Liu, Y. Dong, S. Zhao, Y. Li, G. Dong, Y. Hu, J. Zhang, Y. Peng, T. Yang, B. Tian, Y. Zhao, Z. Zhou, Z. Jiang, Z. Luo*, M. Liu*“Ultraflexible and Malleable Fe/BaTiO3 Multiferroic Heterostructures for Functional Devices”, Advanced Functional Materials, 2009376. (2021) https://doi.org/10.1002/adfm.202009376

18. G. Dong, S. Li, T. Li, H. Wu, T. Nan, X. Wang, H. Liu, Y. Cheng, Y. Zhou, W. Qu, Y. Zhao, B. Peng, Z. Wang, Z. Hu, Z. Luo, W. Ren, S. Pennycook, J. Li, J. Sun, Z. Ye, Z. Jiang, Z. Zhou*, X. Ding*, T. Min*, M. Liu*, “Periodic Wrinkle-Patterned Single-Crystalline Ferroelectric Oxide Membranes with Enhanced Piezoelectricity”, Advanced Materials, 200447. (2020)     https://doi.org/10.1002/adma.202004477
 

19. B. Peng, R. Peng, Y. Zhang, G. Dong, Z. Zhou*, Y. Zhang, T. Li*, Z. Liu, Z. Luo, S. Wang, Y. Xia, R. Qiu, X. Cheng, F. Xue, Z. Hu, W. Ren, Z. Ye, L. Chen, Z. Shan, T. Min, M. Liu*, “Phase transition enhanced superior elasticity in freestanding single-crystalline multiferroic BiFeO3 membranes”, Science Advances, 6, (34). (2020)  https://doi.org/10.1126/sciadv.aba5847


20. Z. Wang*, W. Tao, W. Su, C. Hu, Y. Cheng, Z. Hu, J. Wu, Z. Zhou, M. Liu*, “Magnetic sensor based on giant magneto-impedance in commercial inductors”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, PP(99):1-1. (2020) https://doi.org/10.1109/TIE.2020.3007097

21. J. Wu, Z. Hu*, X. Gao, M. Cheng, X. Zhao, W. Su, Z. Wang, Z. Zhou, S. Dong, M. Liu*, “A magnetoelectric compass for in-plane AC magnetic field detection”, IEEE Transactions on Industrial Electronics. (2020)  https://doi.org/10.1109/TIE.2020.2978711

22. G. Dong, S. Li, M. Yao, Z. Zhou*, Y. Zhang, X. Han, Z. Luo, J. Yao, B. Peng, Z. Hu, H. Huang, T. Jia, J. Li, W. Ren, Z. Ye, X. Ding*, J. Sun, C-W Nan, L-Q Chen, J. Li, M. Liu*, “Super-elastic ferroelectric single-crystal membrane with continuous electric dipole rotation”, Science, 366, 475-479. (2019) https://doi.org/10.1126/science.aay7221

23. M. Guan, L. Wang, S. Zhao, B. Peng*, W. Su, Z. He, G. Dong, T. Min, J. Ma, Z. Hu, W. Ren, Z. Ye, C. Nan, Z. Zhou*, M. Liu*, “Ionic Modulation of Interfacial Magnetism in Light Metal/Ferromagnetic Insulator Layered Nanostructures”, Advanced Functional Materials, 29(1). (2019) https://doi.org/10.1002/adfm.201805592

24. M. Guan, L. Wang, S. Zhao, Z. Zhou*, G. Dong, W. Su, T. Min, J. Ma, Z. Hu, W. Ren, Z. Ye, C. Nan, M. Liu*, “Ionic Modulation of the Interfacial Magnetism in a Bilayer System Comprising a Heavy Metal and a Magnetic Insulator for Voltage-Tunable Spintronic Devices”, Advanced Materials, 30(40). (2018) https://doi.org/10.1002/adma.201802902 

25. Q. Yang, Z. Zhou*, L. Wang, H. Zhang, Y. Cheng, Z. Hu, B. Peng, M. Liu*, “Ionic Gel Modulation of RKKY Interactions in Synthetic Anti-Ferromagnetic Nanostructures for Low Power Wearable Spintronic Devices”, Advanced Materials, 30(22). (2018) https://doi.org/10.1002/adma.201800449 

26. X. Wang, Q. Yang, L. Wang, Z. Zhou*, T. Min, M. Liu*, N. Sun*, “E-field Control of the RKKY Interaction in FeCoB/Ru/FeCoB/PMN-PT (011) Multiferroic Heterostructures”, Advanced Materials, 30(39). (2018) https://doi.org/10.1002/adma.201803612

27. S. Zhao, L. Wang, Z. Zhou*, C. Li, G. Dong, L. Zhang, B. Peng, T. Min, Z. Hu, J. Ma, W. Ren, Z. Ye, W. Chen, P. Yu, C. Nan, M. Liu*, “Ionic Liquid Gating Control of Spin Reorientation Transition and Switching of Perpendicular Magnetic Anisotropy”, Advanced Materials, 30(30). (2018) https://doi.org/10.1002/adma.201801639 
 

28. G. Dong, Z. Zhou*, M. Guan, X. Xue, M. Chen, J. Ma, Z. Hu, W. Ren, Z. Ye, C. Nan, M. Liu*, “Thermal Driven Giant Spin Dynamics at Three-Dimensional Heteroepitaxial Interface in Ni0.5Zn0.5Fe2O4/BaTiO3-Pillar Nanocomposites”, ACS Nano, 12(4), 3751-3758. (2018) https://doi.org/10.1021/acsnano.8b00962


29. S. Zhao, Z. Zhou*, C. Li, B. Peng, Z. Hu, M. Liu*, “Low-Voltage Control of (Co/Pt)(X) Perpendicular Magnetic Anisotropy Heterostructure for Flexible Spintronics”, ACS Nano, 12(7), 7167-7173. (2018) https://doi.org/10.1021/acsnano.8b03097
 

30. Q. Yang, L. Wang, Z. Zhou*, L. Wang, Y. Zhang, S. Zhao, G. Dong, Y. Cheng, T. Min, Z. Hu, W. Chen, K. Xia, M. Liu*, “Ionic liquid gating control of RKKY interaction in FeCoB/Ru/FeCoB and (Pt/Co)2/Ru/(Co/Pt)2 multilayers”, Nature Communications, 9. (2018) https://doi.org/10.1038/s41467-018-03356-z


31. S. Zhao, Z. Zhou*, B. Peng, M. Zhu, M. Feng, Q. Yang, Y. Yan, W. Ren, Z-G Ye, Y. Liu, M. Liu*, “Quantitative Determination on Ionic Liquid Gating Control of Interfacial Magnetism” Advanced Materials, 29, 1606478 (2017) https://doi.org/10.1002/adma.201606478

32. M. Zhu, Z. Zhou*, B. Peng, S. Zhao, Y. Zhang, G. Niu, W. Ren*, Z-G Ye, Y. Liu, M. Liu*, “Modulation of spin dynamics via voltage control of spin-lattice coupling in multiferroics”, Advanced Functional Materials, 27, 1605598 (2017) https://doi.org/10.1002/adfm.201605598