王兆娜 教授 博士生导师

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基本信息
研究方向: 微纳光电子学
(Applied optics and optoelectronics)
办公室: 科技楼A区314
地址: 北京师范大学物理学系
北京市海淀区新街口外大街19号
邮编: 100875
电话: 010-58805220
E-mail: zhnwang@bnu.edu.cn
教育背景
2002.9∼2007.6 北京师范大学物理学系,获博士学位
1998.9∼2002.6 北京师范大学物理学系,获学士学位
工作经历
2016.9∼至今 北京师范大学物理学系  教授
2011.9∼2016.8 北京师范大学物理学系  副教授
2007.8∼2011.8 北京师范大学物理学系  讲师
2013.9∼2015.2 佐治亚理工学院材料科学与工程学院  访问学者
研究兴趣

近期研究兴趣主要为:极化场诱导的界面物理效应对光电过程的调控作用与光电器件设计,新型随机激光器的设计与应用,新型微纳光学器件设计等。

  • 新型随机激光器的设计与应用

不同于传统的腔式激光器,随机激光器是利用随机散射来实现光放大的。它无需谐振腔、具有方向随机、低空间相干性的特点,使得它在超短波长激光实现和图像显示等领域具有广阔的应用前景,受到人们的广泛关注。我们课题组围绕着低阈值随机激光器的实现、调控和应用开展了一系列原创性的研究工作,已在ACS Photonics, Nanoscale, Adv. Opt. Mater., Appl. Phys. Lett.等国际知名杂志上发表高水平的学术论文10余篇。研究工作受到国际同行的广泛关注,并被著名的科学研究网站Materialviewchina新闻报道。提出利用局域等离激元的“热点”效应设计并实现了多色相干随机激光输出;设计了线宽可调谐的随机激光器和动量空间为环形的随机激光器,探究了在成像领域的应用潜力(如下图所示,相关文献)。

  • 极化场对光电过程的调控作用

压电极化场与压电光电子学效应:压电光电子学效应是耦合半导体、光激发和压电特性的一种界面效应,利用压电势调节和控制界面或结区载流子的产生、分离、传输以及其他复合过程的一种物理效应,它通过应变引起的压电极化场来调节和控制电光过程。我们实现了可高度集成的压电光电子学效应调控的光电探测器,首次观测到压电光电子学效应的极值效果(文献链接)。相关工作发表在Adv. Mater.和ACS Nano上。


压电光电子学的界定

热释电极化场与热释电光电子学效应:我们提出利用光自诱导的热释电极化场来调节和控制界面或结区处载流子的产生、分离、传输以及其他复合过程的一种物理效应,它通过光引起的热释电电势来调节和控制电光过程。进一步,利用该效应与光伏效应和光电导效应耦合实现了快速响应的氧化锌基紫外光探测器。(文献1综述文献)相关工作发表在Nature Commun.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.等国际知名杂志上。

在此基础上,我们将系统研究各种极化场对光电过程的调控作用,发展多种手段调控的光电器件,发展调控光电器件的新理论。
  • 此外,本课题组还开展结构光设计与实现、光场调控、具有全向特性的新颖光学元件设计 、表面增强拉曼散射、微纳光学结构组装与实现等方面的研究工作

课题组具有良好的科研工作条件和学术氛围,欢迎有志于从事光学、凝聚态物理、材料科学等相关领域研究的同学加入课题组。

科研项目
  • 2020∼2023 主持国家自然科学基金面上项目(61975018)
  • 2016∼2019 主持国家自然科学基金面上项目(11574033)(已结题)
  • 2016∼2018 主持中央高校自主科研基金 学科交叉重点项目(已结题)
  • 2012∼2014 主持一项国家自然科学基金青年基金(11104016)(已结题)
  • 2011∼2013 主持一项教育部博士点基金新教师基金(20100003120009)(已结题)
  • 2007∼2009 参与完成一项国家自然科学基金项目 (No. 60677006) (已结题)
此外,还主持完成北京师范大学自主科研基金(2009SAT-5)和北京师范大学青年科学基金各一项。
荣誉与奖励
  • 北京师范大学第十二届青年教师基本功比赛 二等奖 (2010)
  • 北京市高等学校青年英才计划(批准号:YETP0280,2013)
  • 北京师范大学第十三届励耘优秀青年教师奖 一等奖 (2016)
  • 北京高校优秀本科毕业设计优秀指导教师奖(2020年)
  • Outstanding contribution in Reviewing for Nano Energy (2017)
  • "Top Reviewer" for ACS Applied Nano Materials (2018)
学术论文 论文详细列表链接, Web of Science ResearcherID (Publons): H-2093-2011)。发表学术论文72篇(详细列表见链接)。其中,主要代表性论文如下(带“*”号的为通讯作者):
  1. Yongle Zhang, Mengnan Hu, and Zhaona Wang*, "Enhanced performances of p-Si/n-ZnO self-powered photodetector by interface state modification and pyro-phototronic effect" Nano energy 71:104630 (2020).
  2. Yaoxing Bian, Xiaoyu Shi, Mengnan Hu and Zhaona Wang*,"A ring-shaped random laser in momentum space" Nanoscale 12, 3166-3173 (2020).
  3. Zhixing Xu, Yongle Zhang and Zhaona Wang*, "ZnO based photodetector: from photon detector to pyro-phototronic effect enhanced detector", J. Phys. D: Appl. Phys. 52:223001 (2019) (invited review)
  4. Zhida Liu, Jiaqi Guo, Boyang Tian, Yaoxing Bian, Ruo-Yang Zhang, and Zhaona Wang*, "Omnidirectional polarization beam splitter for white light", Opt. Express 27(5): 7673-7684 (2019).
  5. X. Shi, Q. Chang,Y. Bian, H. Cui and Z. Wang*, Line Width-Tunable Random Laser Based on Manipulating Plasmonic Scattering, ACS Photonics 6(9): 2245-2251(2019).
  6. Y. Wang, L. Zhu, Y. Feng, Z. Wang*,and Z. L. Wang*, "Pyro-phototronic effect enhanced ultraviolet detector with ZnO/Ag Schottky junction", Adv. Funct. Mater. 29:1807111 (2019).
  7. Y. Feng, Y. Zhang, Y. Wang and Z. Wang*"Frequency Response Characteristics of Pyro-phototronic Effect based UV Detectors" Nano Energy 54:429 (2018).
  8. X. Liu#, D. Wu#, Q. Chang, J. Zhou*, Y. Zhang, and Z. Wang*, "Grooved Nanoplate Assembly for Rapidly Surface Enhanced Raman Scattering Detecting", Nanoscale 9: 15390– 15396(2017).
  9. X. Shi, J. Tong, D. Liu, and Z. Wang*," Resonance energy transfer process in nanogap-based dual-color random lasing" Appl. Phys. Lett. 110(27): 171110 (2017).
  10. Q. Chang, X. Shi,X. Liu, J. Tong, D. Liu, and Z. Wang*, "Broadband plasmonic silver nanoflowers for high performance random lasing covering visible region", Nanophotonics 6 (5): 1151-1160 (2017).
  11. Z. Wang, R. Yu, X. Wang, W. Wu, Z. L. Wang, "Ultrafast response p-Si/n-ZnO heterojunction ultraviolet detector based on pyro-phototronic effect", Adv. Mater. 28(32):6880-6886 (2016).
  12. Z. Wang, R. Yu, C. Pan, Z. Li, J. Yang, F. Yi, Z. L. Wang, "Light-induced pyroelectric effect as an effective approach for ultrafast UV nanosensing", Nature Commun. 6:8401(2015).
  13. Z. Wang*,X. Shi, R. Yu, S. Wei, Q. Chang, Y. Wang, D. Liu, Z. Wang, "Single-excitation dual-color coherent lasing by tuning resonance energy transfer processes in porous structured nanowires", Nanoscale 7:15091-15098 (2015).
  14. Z. Wang, R. Yu, C. Pan, Y. Liu, Y. Ding, and Z. Wang, "Piezo-phototronic UV/visible photosensing with optical-fiber–nanowire hybridized structures", Adv. Mater. 27(9):1553-1560(2015).
  15. Z. Wang, R. Yu, X. Wen, Y. Liu, C. Pan, W. Wu, Zhong Lin Wang*, " Optimizing Performance of Silicon-Based p-n Junction Photodetectors by the Piezo-Phototronic Effect", ACS Nano 8 (12):12866–12873 (2014).
  16. X. Shi, Y. Wang, Z. Wang*, S. Wei, Y. Sun, D. Liu, J. Zhou, Y. Zhang, J. Shi, "Random lasing with a high quality factor over the whole visible range based on cascade energy transfer", Adv. Opt. Mater. 2(1):88-93(2014).
  17. X. Shi, Y. Wang, Z. Wang*, Y. Sun, D. Liu*, Y. Zhang, Q. Li, and J. Shi, "High performance plasmonic random laser based on nanogaps in bimetallic porous nanowires". Appl. Phys. Lett. 103: 023504 (2013).
发明专利
  1. 一种带槽银纳米片组装结构的制备方法 已授权 CN107377990 B
  2. 一种银纳米花周期阵列SERS基底及其制备方法 已授权
  3. 银纳米花在纤维上的一步溶液相组装方法 申请中
  4. 一种输出可以在激光和随机激光之间切换的光纤光源 申请中
  5. 一种波导辅助的随机散射反馈的随机激光器 申请中
  6. 一种基于环境湿度调谐波长的薄膜随机激光器 申请中
教学活动
  • 本科生 《基础物理实验
  • 本科生 《光学》 2017年∼至今
  • 研究生 《光学原理》 2011年∼至今
  • 科研报告 2019(主要介绍了本课题组近五年来的研究进展,展望了可能的研究方向)
研究生
在读硕士生
  • 张永乐(博士生)自供能光电探测器的设计与调控
  • 王莲(博士生)
  • 卞耀兴(博士生) 随机激光中的
  • 朱蒙(博士生)
  • 胡梦楠(硕士生)
  • 沈会会(硕士生)
  • 薛韩奕(硕士生)
  • 刘伟年(硕士生)
  • 高亚婧(硕士生)
  • 吕晋州(硕士生)
已毕业
  • 孙彦彦(2011∼2014年,硕士学位)现单位:山东济宁一中
  • 常青 (2013∼2016年,硕士学位)现单位:新加坡南洋理工大学读博
  • 仝俊华 (2014∼2017年,硕士学位)现单位:北京工业大学读博
  • 王莹 (2015∼2018年,硕士学位)现单位:西安**中学
  • 冯云洁 (2015∼2018年,硕士学位)现单位:大兴永华实验学校
  • 史晓玉 (2012∼2018年,硕博士学位)现工作单位:北京工业大学
  • 崔翃彪 (2016∼2019年,硕士学位)现单位:上海交通大学读博
  • 徐之行 (2017∼2020,硕士学位) 现单位:深圳**中学

多名研究生曾获得 “研究生国家奖学金”、“通鼎二等奖学金”和“研究生专业一等奖学金”和 “校级优秀毕业生”荣誉称号等。

课题组活动

大课题组聚会

2018届毕业生

2019年参加秋季物理年会