SCHOOL OF CHEMICAL ENGINEERING

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知名学者

王 拓

现任职称/职务:教授、博士生导师
通讯地址:天津市津南区天津大学北洋园校区化工学院54-418
电子邮箱:wangtuo@tju.edu.cn
办公电话:qq: 2655532901

研究方向:

薄膜的气相沉积

薄膜(thin film)的气相沉积是一个典型的化工过程,主要包括主流体的流动、前驱体分子的传质、表面吸附、反应与脱附、以及流体与加热装置向基底的传热等过程。制备均匀、致密、且性能可控的高质量薄膜,关键在于掌握前驱体分子的传质、吸附及反应规律。王拓教授以“薄膜的气相沉积”为主线,设计开发系列薄膜沉积反应系统。针对前驱体容器、反应腔室、基底表面等具体环境,通过流场调控、表面修饰等策略,探明传质、吸附与反应过程的调控规律,实现薄膜的可控沉积,进而控制薄膜性质及其界面结构,并将其应用于芯片制造、光解水制氢、CO2还原等领域。



1. 集成电路芯片中的关键薄膜材料

在薄膜沉积反应腔室内,利用三传一反的基本原理,制备高质量的薄膜材料,并将其应用于high-k电介质薄膜、硬质蚀刻掩膜、EUV极紫外光刻干式光刻胶薄膜等。

2. 光电化学(PEC)水分解制氢

在太阳光的照射下,半导体薄膜产生电子和空穴,通过氧化还原反应将水分解为氢气和氧气,从而获得可再生的绿色氢能作为一种重要的能量来源。

3. 光电化学(PEC)二氧化碳还原

在太阳光的照射下,半导体薄膜产生电子和空穴,通过氧化还原反应将水氧化成氧气,同时将CO2还原为含碳化合物,从而实现CO2的循环利用。该过程也被称为人工光合成。


招生所在系:化学工艺

实验室链接:Link 

www.gonglab.org

教育经历

2002年9月 – 2006年7月,天津大学,化学工程与工艺专业,本科

2006年8月 – 2010年8月,University of Texas at Austin,化工系,博士

工作经历:

2010年9月 – 2011年5月,University of Texas at Austin,化工系,博士后

2011年6月 – 2012年6月,Lam Research Corp., PECVD Business Unit, Process Development Engineer

2012年8月 – 2017年8月,天津大学,化工学院,副教授

2017年9月 – 至今,天津大学,化工学院,教授


王拓,天津大学化工学院教授、博士生导师。天津大学学士,美国德克萨斯大学奥斯汀分校(UT-Austin)博士、博士后,曾任职于世界第二大半导体设备企业美国Lam Research集团,担任PECVD BU研发工程师。2012年回国进入天津大学,围绕“薄膜的气相沉积”开展薄膜沉积系统的设计开发工作。通过流场调控前驱体分子的传质、吸附与反应,实现均匀致密薄膜的可控制备。1)通过动量传递中粘性与惯性的平衡获得均匀流场,沉积致密保护层,解决光解水电极活性与稳定性的制衡问题;2)平衡传质与传热间的竞争以调控表面反应速率,沉积高质量钝化层,构筑界面间高效电荷传输通道,突破电极效率记录;3)消除沉积反应器放大效应,实现薄膜电极的放大。共发表SCI论文91篇(近五年52篇),被SCI源期刊引用6590余次。以通讯、第一作者在Nature Energy、JACS、Angew Chem、AIChE J、EES、Chem Soc Rev等期刊发表论文40篇,5篇入选ESI高被引论文。获授权中国专利25件,美国专利1件。获国家优青、天津市杰青、侯德榜化工科技青年奖、国家自然科学二等奖等。


研究简介:

光解水制氢、CO2光还原:将太阳能直接转换为化学能

Photoelectrochemical (PEC) cell: http://en.wikipedia.org/wiki/Photoelectrochemical_cell


化工基本原理在薄膜类电子材料的制造中发挥着重要的作用


Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD): https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma-enhanced_chemical_vapor_deposition

Atomic layer deposition (ALD): https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_layer_deposition