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徐紅星 （中國武漢大學物理科學與技術學院教授） 編輯 徐紅星：武漢大學物理科學與技術學院教授，院長;長期從事表面增強光譜和等離激元光子學（plasmonics）方面的研究工作，在單分子表面增強光譜和納米全光網絡方面做出了開創性和系統性的工作。主持的項目包括國家傑出青年科學基金、科技部重大科學研究計劃項目、基金委重點項目和儀器專項、中科院重要方向項目，基金委面上項目等。2010 獲第十一屆中國青年科技獎、2013 年獲中國物理學會饒毓泰物理獎。在包括Nature Commun.，PRL，Nano Lett.，PNAS，JACS， Adv. Mater.等的國際著名科學雜誌發表論文150餘篇，其中影響因子>7的有42篇(其中30篇為第一或通訊作者)。全部論文近五年被SCI 雜誌引用7000 余次，H 因子40，17篇論文被SCI雜誌引用超過百次，最高單篇被引用1240餘次，是1999年發表的所有PRL中引用最高的十篇文獻之一，次高910餘次，是2000年發表的所有PRE中引用最高的文獻。這些工作產生了廣泛的國際影響，被邀請撰寫綜述性論文10 篇，獲重要國際會議邀請報告40 余次，任Optics Express副主編及多個SCI 期刊的編委，組織了十餘次國際學術會議。在等離激元光子學領域最有影響力的四個國際會議（SPP, NFO, SPIE 的Plasmonics 分會，等離激元光子學前沿國際會議FOP）中，擔任前三個會議的程序委員會委員和FOP 會議的三屆大會主席，其中FOP2 被Nature Photonics 專欄報道。 [1] 2017年7月，入選為2017年中國科學院院士增選初步候選人。 [2]

中文名 徐紅星 出生地 江蘇省連雲港市 [3] 職 業 教授，任納米科學與技術中心主任 畢業院校 北京大學 主要成就 為單分子表面增強光譜領域的開創者之一 目錄 1 人物經歷 2 學術兼職 3 研究方向 4 學術成就 5 研究課題 6 學術活動 7 人才培養目錄 8 獲獎記錄

人物經歷 編輯 1992年7月畢業於北京大學技術物理系，獲學士學位； 1996年—2004年赴瑞典留學及工作； 2002年3月於瑞典查爾莫斯大學物理學院獲博士學位； 2002年8月—2004年12月於瑞典隆德大學物理系任助理教授； 2005年1月，入選中國科學院「百人計劃」,任研究員； 2006年國家傑出青年基金獲得者； 2007 年-2008年任中國科學院表面物理國家重點實驗室副主任 2008年擔任科技部973項目首席科學家； 2009 年任中國科學院納米物理與器件重點實驗室主任 2010年第十一屆中國青年科技獎獲得者； 2012年9月—至--，進入武漢大學物理科學與技術學院，教授，任納米科學與技術中心主任 2015年7月31日，入選中國科學院院士增選初步候選人名單。 [4] 2017年11月，當選中國科學院院士。 [5]

學術兼職 編輯 Optics Express 副主編； 　　Nanoscale 副主編； 　　Scientific Reports 編委； 　　Nanophotonics 編委； 　　Frontiers of Physics 編委； 　　Chinese Science Bulletin 編委； 　　中國物理學會光散射專業委員會 委員； 　　中國材料研究學會納米材料與器件分會 理事； 　　中國科學院物理研究所第十屆學術委員會委員，第十一屆學術委員會常務委員； 　　國家重大科學研究計劃項目（2013CB922400）專家組成員； 　　國家重大科學儀器設備開發專項（2011YQ030124）技術專家組專家； 　　北京郵電大學理學院兼職教授。

研究方向 編輯 主要研究興趣集中在（1）單分子的物理化學性質，單分子操控及器件的研究，（2）表面增強光譜，（3）複雜金屬納米結構的表面等離體學，（4）表面等離子體光學傳感器，（5）近場光學的理論模擬與計算。

學術成就 編輯 主要學術成就包括： 　　1. 金屬納米間隙結構的電磁場增強和表面增強光譜 　　電磁場增強效應是等離激元最基本的特性之一，是表面增強光譜增強的最主要原因。候選人及其合作者發現了金屬納米間隙結構的極強電磁場增強效應，並系統地研究了其產生機理和特性。 （a）發現了金屬納米顆粒間的納米間隙能產生強烈的等離激元共振，具有巨大的電磁場增強效應，是產生單分子靈敏度的表面增強拉曼光譜的原因；在理論上系統地研究了單分子表面增強拉曼光譜的原理及產生條件，解釋了表面增強拉曼光譜的主要機理，即等離激元共振耦合可使納米間隙內的光強產生近百萬倍的增強，同時金屬納米結構作為納米天線可使拉曼散射的發射增強產生類似的近百萬倍的增強，因而單個分子總的拉曼增強可以達到1011以上，從而達到可探測的水平。這一發現是單分子表面增強光譜和其它增強非線性效應的基礎，也是最近發展起來的等離激元光學力、增強的光與物質相互作用、納米光學天線和量子等離激元光子學等新研究方向的基礎，引領了這些新興領域的發展；美國物理學會2010年三月會議的一個主題分會(Z2：Plasmonic nanogaps)對由此發展起來的各種研究內容進行了專題研討。論文發表在PRL 83 4357 (1999)和PRE 62 4318 (2000)，已分別被SCI雜誌引用1211次和885次，是單分子表面增強拉曼光譜和等離激元光子學領域的經典文獻，其中PRL論文是1999年發表的所有PRL中引用最高的十篇文獻之一，PRE論文是2000年 　　發表的所有PRE中引用最高的文獻。 （b）發現了金屬納米顆粒間隙中的單分子拉曼散射的偏振方向受金屬納米結構的構型調製，金屬納米結構作為納米天線可以旋轉單個量子發光體發射光的偏振方向，從而實現納米光源的偏振調節。結合對金屬納米間隙結構的表面增強拉曼光譜和激光偏振方向的關係的系統研究在實驗上明確證實了通過金屬納米結構等離激元共振耦合產生的電磁增強是表面增強拉曼光譜的主要原因，澄清了表面增強拉曼光譜增強機制（電磁增強和化學增強）的長期爭議。論文發表在Nano Letters 8, 2497 (2008)，PNAS 105, 16448 (2008)和ACS Nano 3, 637 (2009)，分別被SCI引用141次，105次和58次。 （c）利用銀納米線中傳播的等離激元以及納米線與納米顆粒間等離激元共振耦合產生的巨大增強電場，在單分子水平上實現了表面增強拉曼散射的遠程激發,這種激發方式為納米尺度的光譜激發和探測提供了新方法和新思路。研究結果發表在Nano Letters 9, 2049 (2009)，被SCI引用100次。 （d）成功自主研發了高真空針尖增強拉曼光譜系統，極大地提高了表面增強拉曼光譜的空間分辨率，觀察到了有機小分子紅外活性模式的拉曼增強，並發現了表面等離激元退激發而產生的熱電子誘導的有機分子化學反應，把等離激元光子學拓展到化學反應領域。論文發表在Scientific Reports 2, 647 (2012)和Phys. Rev. E 87, 020401(R) (2013)，分別被SCI引用45次和20次。該實驗儀器在針尖增強拉曼光譜、等離激元催化化學反應、高真空弱光信號的原位提取等方面有重要作用。該儀器設計已經獲得國家知識產權局的發明專利授權（專利號：ZL 2010 1 0228026.3）。 2. 等離激元在金屬納米波導及其網絡中的傳播特性和功能器件 　　等離激元的另一個重要特性是對光的強束縛，可以突破光的衍射極限，實現在納米尺度上對光的操控，這一特點可用於光學器件的小型化和高密度集成。近五年候選人和他的研究組對金屬納米線波導特性開展了深入和系統的研究，做出了一系列原創性的工作，包括：首次利用金屬納米線等離激元波導構建納米全光網絡；首次實現基於等離激元的納米光學路由器、完備邏輯門和半加器，並首次驗證了等離激元邏輯功能的可擴展性等。這些工作被國際光學工程學會SPIE Newsroom邀請撰寫專題報道，並且候選人因此獲邀作國際會議邀請報告20餘次（包括三次Keynote主旨報告）。 （a）一維金屬納米線波導中等離激元的傳播特性 　　全面系統地研究了銀納米線波導中等離激元的激發、傳播和發射特性，並揭示其主要機理，主要成果包括：發現傳播的等離激元具有定向發射特性；通過對納米線波導結構參數和激發方式的改變，實現了等離激元的手性傳播以及發射光偏振特性的調控；發現等離激元的近場分布和傳播模式強烈依賴於納米線周圍的介電環境，通過對介電環境的控制實現了對等離激元傳播的調控；發現傳播的等離激元和半導體量子點的激子可以相互激發和轉化；實現了對金屬納米線上兩個量子點產生的表面等離激元的分辨等。近五年候選人作為通訊作者發表相關SCI論文16篇，包括1篇PRL、1篇PNAS、5篇Nano Letters等，共被SCI引用428次，是研究納米光芯片的重要基礎性工作。 （b）金屬納米線波導網絡及其單元功能器件 　　片上可集成的光信號處理技術可能是未來很有潛力的新型信息技術。候選人和他的研究組在世界上首先研製出系列完備的納米全光邏輯器件、半加器和路由器，為進一步發展納米光芯片奠定了基礎。在納米線網絡結構中，通過控制結構參數、輸入光的偏振和相位，調控等離激元在波導中的模式及其干涉特性，控制等離激元的近場強度和傳播方向，從而控制輸出端的光強。基於此實現了納米尺度的光子路由器、不同波長光信號分離器和基本邏輯運算（與、或、非等）。另外，四終端的網絡結構可以作為半加器實現兩個二進制數的加法運算。相關結果發表在Nano Letters 10, 1950 (2010)和Nano Letters 11, 471 （2011），分別被SCI引用96次和68次。 （c）等離激元功能器件的集成 　　利用金屬納米波導網絡中等離激元的干涉效應，通過單元器件或門和非門的級聯實現了或非運算。利用量子點成像手段，揭示了該器件的工作機制，即非門控制端網絡結點處的等離激元電場分布須調控成極大值，從而可以跟來自或門的等離激元信號實現很好的干涉，將或運算的結果反轉，來實現或非運算。該工作首次證實了等離激元邏輯的可擴展性，為未來片上集成光信息處理技術提供新的可能性。研究結果發表在Nature Communications 2, 387 (2011)，被SCI引用72次。 [6]

研究課題 編輯 目前的研究課題及展望 （1）單分子表面增強光譜；（2）納米光學；（3）單分子探測和操控；（4）單分子光致電子輸運；（5）表面等離子體共振和表面增強光譜生物傳感器；（6）基於表面等離子體共振的納米天線；（7）分子和金屬界面間的電荷轉移效應；（8）拓展的MIE散射理論及其應用。

學術活動 編輯 近五年主要學術活動：

　　(1）擔任國際學術會議的國際指導委員會委員或國際程序委員會委員10次，包括2009年、2011年和2013年的亞洲光譜會議（Asian Spectroscopy Conference），2011年、2013年和2015年的等離激元光子學國際會議（International Conference on Surface Plasmon Photonics），2012年、2013年和2014年的SPIE會議的等離激元光子學分會（Plasmonics: Metallic Nanostructures and Their Optical Properties 分會），2012年第十二屆國際近場光學會議（The 12th International Conference on Near Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques）。 　　（2）擔任國際學術會議主席10次，包括2009年第九屆國際量子結構中心年會，2009年和2011年ChinaNANO會議的納米光學和等離激元光子學分會，2010年、2012年和2014年的等離激元光子學前沿國際會議（International Conference on Frontiers of Plasmonics），2010年中韓Photonics和Plasmonics研討會（Sino-Korean Workshop on Photonics and Plasmonics），2010年第13屆中美Kavli科學前沿論壇（Chinese-American Kavli Frontiers of Science Symposium），2013年等離激元光子學前沿國際研討會（International Workshop of Frontiers of Plasmonics）、2013年納米等離激元光子學國際研討會（International Symposium on NanoPlasmonics）,2014 年納米材料與納米器件國際研討會(International Workshop on Nanomaterials and Nanodevices) 。 　　（3）擔任國際會議當地程序委員會/組織委員會主席 2 次，當地程序委員會成員 1 次，分別為：2010年 The 11th International Conference on Near Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques 當地程序委員會主席，2013 年國際量子結構中心年會組織委員會主席，2011 年ChinaNANO 會議當地程序委員會成員。 　　（4）在國際學術會議作邀請主旨報告（keynote talk）4 次，邀請報告（invited talk）38 次。 [7]

人才培養目錄 編輯 培養博士研究生和出站博士後 李志鵬 2008屆博士，現為首都師範大學教授 　　陳佳寧 2008屆博士（聯合培養），青年千人，現為中科院物理研究所百人計劃特聘研究員 　　楊志林 2009年出站博士後，現為廈門大學教授 　　魏紅 2009屆博士，現為中科院物理研究所副研究員，2014年基金委優青 　　黃映洲 2010屆博士，現為重慶大學副教授 　　管志強 2010屆春季博士，現為武漢大學副教授 　　李敬 2011年出站博士後，現為中科院理化技術研究所副研究員 　　Nate Grady 2011年出站博士後，現為美國橡樹嶺國家實驗室博士後（美國人） 　　董斌 2011年出站博士後，現為大連民族學院教授 　　劉寧 2011年出站博士後 ，現在愛爾蘭Limerick大學物理系助理教授 　　方蔚瑞 2011屆博士，現為瑞典Chalmers理工大學博士後 　　王文慧 2011屆博士 ，現為西安交通大學副教授 　　朱殷 2012屆博士，現為中科院光電研究院副研究員 [8]

獲獎記錄 編輯 2005年 獲中科院「百人計劃」項目資助； 2006年 獲國家傑出青年科學基金資助； 　　2008年 獲任科技部重大科學研究計劃項目首席科學家； 　　2010年 獲第十一屆中國青年科技獎； 　　2010年 中科院百人計劃終期評估優秀； 　　2011年 獲中科院朱李月華優秀教師獎； 　　2013年 獲中國科學院青年科學家國際合作獎； 　　2013年 獲中國物理學會饒毓泰物理獎； 　　2013年 獲國務院政府特殊津貼; 　　2014年 長江學者特聘教授