於劍

1995年6月吉林大學材料科學系材料科學專業畢業，獲工學學士學位；

1998年6月南京大學物理系凝聚態物理專業畢業，獲理學碩士學位；

2002年4月中國科學院研究生院，上海技術物理研究所微電子與固體電子專業畢業(在職)，獲理學博士學位。 1998年8月至2004年2月在中國科學院上海技術物理研究所紅外物理國家重點實驗室工作，歷任研究實習員、助理研究員、副研究員；

2004年3月至2004年8月在德國馬普微結構物理研究所做洪堡學者；

2004年9月至2006年8月在日本東京工業大學應用陶瓷研究所做日本學術振興會外國人特別研究員；

2006年10月至2016年4月在同濟大學功能材料研究所/材料科學與工程學院工作，教授/上海高校特聘教授(東方學者)、博導；

2016年5月起在東華大學功能材料研究所工作。獲得中國科學院院長獎特別獎和全國百篇優秀博士學位論文獎、獲聘上海高校特聘教授(東方學者)、入選教育部新世紀優秀人才計劃和上海市浦江人才計劃。

1.鈣鈦礦結構氧化物功能材料基因組學

2.高溫磁電、壓電多重鐵性新材料

3.壓電陶瓷材料器件一體化技術

4.結構相變和納米結構鐵電、光電信息材料

1. 鐵酸鉍基多重鐵性陶瓷材料的損耗與結構相變研究。BiFeO的高溫鐵電和高溫多重鐵性(multiferroicism)近年來讓人愛恨交加，製備單相、高阻、低損耗BiFeO樣品是材料工作者面臨的巨大挑戰。本課題組發展了基於多元固溶體原理的組合元素摻雜替代技術、提高了BiFeO鈣鈦礦結構相的熱力學穩定性，澄清了BiFeO陶瓷低電阻、高介電損耗的空位機制。成功製備了系列高阻改性鐵酸鉍基陶瓷樣品，發現了豐富的鐵電、磁、晶體結構相變特性，首次發現了一個負熱膨脹係數的鐵彈中間相。採用材料基因組數據挖掘方法建立了鈣鈦礦結構氧化物鐵電相變居里溫度、結構相變溫度與原胞元素約合質量(μ)間的定量關係：T=a+bμ+cμ；並從結構相變理論揭示了它們的內在關係以及決定鐵性相變性質的主導因素。用T=a+bμ+cμ關係定量地描述了BiLaFeTiO、PbCaBi(TiZnFe)O、BiFeO-Bi(ZnTi)O-PbTiO等體系的鐵電相變溫度、晶體結構相變溫度與約合質量的關係。在鈣鈦礦結構鐵電材料中採用材料基因組自旋工程構築了亞鐵磁序和寄生鐵磁序，鐵磁相變居里溫度在室溫以上可調。已在高溫多重鐵性陶瓷新材料研究方面奠定了堅實的物理化學基礎並實現了突破，高壓電、磁電性能多重鐵性新材料的研發收穫可期。

2. 高溫、高壓電性能鐵電陶瓷新材料。對鈣鈦礦結構BiFeO-Bi(ZnTi)O-PbTiO三元固溶體，發展了調控材料體積熱膨脹係數製備機械性能優良的高溫、高壓電性能鐵電陶瓷新材料的理論和技術，得到居里溫度高達700C、具有結構相界的鈣鈦礦結構鐵電壓電陶瓷新材料體系。採用材料基因組數據挖掘方法發現並理論論證了鐵電陶瓷壓電常數d與介電常數ε的定量關係：d=aε-bε，高壓電性能鐵電陶瓷新材料的研發和評估指明了方向。在鈣鈦礦結構BF-BZT-PT和BF-BZT-BT三元固溶體中通過構建結構相界，分別獲得了與鎢青銅結構偏鈮酸鉛、層狀類鈣鈦礦結構鈦酸鉍體系相等居里溫度、但壓電性能更優的新材料。同時，實驗發現這些三元固溶體的結構相界位置、居里溫度和壓電性能都表現出複雜的晶粒尺寸效應。結構相界雖然本質上有利於獲得高壓電活性，但晶粒尺寸、殘餘內應力等外在因素對壓電活性存在顯著的影響。實驗確定了鐵酸鉍基系列鐵電陶瓷材料中殘餘張應力與負熱膨脹係數鐵彈中間相的關係和對鐵電極化反(旋)轉的釘扎效應，提出了後續熱處理等清除殘餘應力的方案。現正在進一步發展材料製備技術以製作低應力、低缺陷濃度、大晶粒尺寸鐵電壓電陶瓷，為鐵酸鉍基高溫、高壓電活性鐵電陶瓷新材料的開發及其應用積極工作。

3. 巨各向異性PbCaBi(TiZnFe)O鐵電壓電陶瓷新材料。研發出一種具有優良機械強度、大結晶學各向異性的PbBi(TiZnFe)O鐵電壓電陶瓷新材料，室溫耐壓強度超過8kV/mm，居里溫度705C、介電常數ε= 200。通過Ca替代Pb實驗，初步證實了應變能對極化反(旋)轉的限制作用，15%Ca替代時d提高到了58pC/N、ε= 270、tanδ= 2.1%、k= 0.30、k→ 0.00、Q= 30、N= 1860Hzm、T= 325C；18%Ca替代時：d= 80pC/N，ε= 380，k/k→µ，Q= 50，T= 237C。PbCaBi(TiZnFe)O材料的壓電性能優於改性鈦酸鉛各向異性鐵電壓電陶瓷材料，為應用提供了更大的性能調控空間。

4. 鐵電壓電陶瓷材料器件一體化新技術。發展了基於固相反應低熔點共熔 (eutectic)行為理論的鈣鈦礦結構氧化物的本徵低溫燒結技術，在PbTiO-PbZrO-Bi(ZnTi)O、PbTiO-PbZrO-Pb(MgNb)O-Bi(ZnTi)O、PbTiO-BiFeO-Bi(ZnTi)O等鈣鈦礦結構三(多)元固溶體中，發明了三種具有本徵低燒結溫度特性的鐵電壓電陶瓷新體系，探索了不同摻雜元素對壓電性能的影響。對於上述壓電陶瓷材料，委託西安康弘新材料科技公司，採用他們的工藝進行了層疊壓電陶瓷作動器加工，成功試製了與 Ag電極材料共燒多層壓電陶瓷作動器。針對鐵電壓電陶瓷的脆性弱點，採用不同微量元素組合添加，已在PMnN-PMnS-PZT、PMgN-PZT、PMgN-PZN-PZT等多種體系中實現了壓電陶瓷的穿晶斷裂，實驗發現：斷裂模式不僅與微量添加元素相關、還與壓電陶瓷的主成分、晶粒尺寸等因素密切相關。

5. 高緻密偏鈮酸鉛高溫鐵電壓電陶瓷材料技術。偏鈮酸鉛鐵電壓電陶瓷具有高使用溫度、大各向異性、低機械品質因數等特點，在石油測井、水聲、無損檢測等領域有著廣泛的應用。偏鈮酸鉛基鐵電壓電陶瓷應用的主要障礙是陶瓷燒結不緻密，具有疏鬆的顯微組織結構，從而導致材料機械強度差、極化困難、成品率低、一致性差、重複性低等問題，嚴重製約了偏鈮酸鉛基壓電陶瓷材料與器件在國內的生產與應用。美國產品的妙處就在於很好的解決了這一問題，奠定了其在換能器研製與應用方面的堅實基礎和壟斷地位！本人採用組合元素摻雜技術，獲得了高緻密顯微組織結構的偏鈮酸鉛壓電陶瓷。一方面證明了美國偏鈮酸鉛壓電陶瓷製品的優勢之所在，另一方面也解決了國產化的問題。優選出了一個材料配方：T~ 500C；d= 90pC/N；ε/ε= 300；k= 0.35；Q= 15；N= 1578Hzm。已向兄弟單位提供小批量25mm陶瓷元件，用於研製石油測井超聲換能器。

1.2008年上海高校特聘教授（東方學者）計劃

2.2007年教育部新世紀優秀人才計劃

3.2007年上海市浦江人才計劃

4.2004年德國洪堡學者

5.2004-2006年日本學術振興會外國人特別研究員

6.2004年度全國百篇優秀博士學位論文獎

7.2005年度上海市研究生優秀成果（學位論文）

8.2002年度中國科學院院長獎特別獎

9.2001年度上海市科技進步獎三等獎(第五完成人)

主持/參加科研項目及人才計劃項目：

1．中央高校基本科研業務費專項資金(同濟大學)，鈣鈦礦結構氧化物離子剪裁原理與電學特性研究、2011/07-2013/06、20.0萬元、已結題、主持。

2．國家自然科學基金面上項目(蘇州職業大學負責)，50875181、基於層疊式壓電陶瓷作動器的直線型超聲電機研究、2009/01-2011/12、31.0萬元、已結題、參加。

3．東方學者(上海高校特聘教授)，2009/01-2011/12，材料學。

4．教育部新世紀優秀人才計劃，NCET-07-0624、新型高溫壓電、磁電功能材料與器件設計開發、2008/01-2010/12、50.0萬元、已結題、主持。

5．上海市浦江人才，07pj14087、新型高溫壓電、磁電功能材料設計開發、2007/10-2009/09、30.0萬元、已結題、主持。

6．教育部百優作者專項，200744、高溫單相磁電多重鐵性材料的設計與開發、2007/01- 2009/12、42.0萬元、已結題、主持。

7．國家自然科學基金青年基金，10304021、納米鐵電材料的量子特性研究、2004/01-2006/12、30.0萬元、已結題、主持。

本科教學：主講《無機功能材料》熱與機械性能部分；

碩士教學：主講《材料科學導論》、《無機功能材料化學》、《多重鐵性材料物理》、《陶瓷導論》、《固體物理》；

博士教學：主講《材料的結構與性能》磁性部分。

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3.Yang Lin, and Jian Yu, Preparation and multiferroic properties of high temperature BiFeO-Bi(ZnTi)O-BaTiOlead-free ceramics (oral), The Joint Conference of 9th Asian Meeting on Ferroelectrics & 9th Asian Meeting on Electroceramics Oct. 26-30, 2014, Shanghai, China

4.張林林，侯現博，於劍，新型高溫高性能BiFeO-Bi(ZnTi)O-PbTiO鐵電壓電陶瓷(oral)，第十五屆全國電介質物理、材料與應用學術會議，2014年5月24-26日，湖南湘潭.

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7.Jian Yu, Linlin Zhang, and XianboHou, High temperature multiferroic compounds: from BiFeOto BiFeCrO(poster), Nature Conference “Frontiers in Electronic Materials”, June 17-20, 2012, Aachen, Germany.

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13.於劍，高溫單相磁電多重鐵性材料設計與開發(邀請報告),2008年第十二屆全國電介質物理、材料與應用學術會議, 西安交通大學, 2008年4月18-20日. 多重鐵性材料分會主持.

14.Jian Yu,Pressureless Low Temperature Sintering PZT Ceramics for Ultrasonic motors (invited),The 4International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in ActuatorsSept. 12-14, 2007，Nanjing, China.

15.於劍，高溫單相磁電多重鐵性材料設計與開發(口頭報告), 2007年中國物理學會秋季會議, 南京大學, 2007年9月18-20日.