研究方向

本团队隶属于张军院士领衔的博盈彩票“复杂环境科学探测中心”，主要从事微纳机电系统（MEMS/NEMS）、石墨烯等二维材料、微纳传感器等领域的研究，致力于将石墨烯等二维材料与硅基MEMS/NEMS集成（二维MEMS/NEMS），研究超小尺寸、高性能石墨烯等二维NEMS传感器等新型器件，例如加速度传感器、压力传感器、湿度/气体传感器等。研究内容覆盖敏感材料特性、传感机理、微纳加工工艺、敏感结构设计、制备与表征、器件研制与性能测试。

个人简历

1.2021-12至今，博盈彩票，教授，博士生导师，特立青年学者

2.2018-10至2021-11, 瑞典皇家理工学院，研究员、博后研究员

3.2013-09至2018-09，瑞典皇家理工学院，博士 （导师：Frank Niklaus）

4.2010-09至2013-06，太原理工大学，硕士 （导师：张文栋）

代表性论著

https://scholar.google.com/citations?user=PX63_yQAAAAJ&hl=zh-CN

http://orcid.org/0000-0002-8811-1615

https://www.researchgate.net/profile/Xuge-Fan

(星号* 代表通信作者, 井号#代表共同一作)

1. Xuge Fan*, Fredrik Forsberg, Anderson D. Smith, Stephan Schröder, Stefan Wagner, Henrik Rödjegård, Andreas C. Fischer, Mikael Östling, Max C. Lemme*, Frank Niklaus*, Graphene ribbons with suspended masses as transducers in ultra-small nanoelectromechanical accelerometers, Nature Electronics, 2 (9), 394–404, 2019. （Nature子刊， highlighted by Nature Electronics）

https://doi.org/10.1038/s41928-019-0287-1

2. Xuge Fan, Stefan Wagner, Philip Schädlich, Florian Speck, Satender Kataria, Tommy Haraldsson, Thomas Seyller, Max C. Lemme*, and Frank Niklaus*, Direct Observation of Grain Boundaries in Graphene Through Vapor Hydrofluoric Acid (VHF) Exposure, Science Advances, 4 (5), eaar5170 (1-9), 2018. （Science子刊）

https://doi.org/10.1126/sciadv.aar5170

3. Xuge Fan*, Fredrik Forsberg, Anderson D. Smith, Stephan Schröder, Stefan Wagner, Mikael Östling, Max C. Lemme*, and Frank Niklaus*, Suspended Graphene Membranes with Attached Silicon Proof Masses as Piezoresistive Nanoelectromechanical Systems Accelerometers, Nano Letters, 19 (10), 6788-6799, 2019. （highlighted by ACS Publications web platform）

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b01759

4. Xuge Fan, Karim Elgammal, Anderson D. Smith, Mikael Östling, Anna Delin, Max C. Lemme, Frank Niklaus*, Humidity and CO2 gas sensing properties of double-layer graphene, Carbon, 127, 576-587, 2018.

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.11.038

5. Xuge Fan*, Anderson D. Smith, Fredrik Forsberg, Stefan Wagner, Stephan Schröder, Sayedeh Shirin Afyouni Akbari, Andreas C. Fischer, Luis Guillermo Villanueva, Mikael Östling, Max C. Lemme* and Frank Niklaus*, Manufacture and Characterization of Graphene Membranes with Suspended Silicon Proof Masses for MEMS and NEMS applications, Microsystems & Nanoengineering, 6 (17), 1-17，2020. （Nature旗下期刊，Feature Article）

https://doi.org/10.1038/s41378-019-0128-4

6. Xuge Fan*, Rita Siris, Oliver Hartwig, Georg S. Duesberg*, Frank Niklaus*, Rapid and Large-Area Visualization of Grain Boundaries in MoS2 on SiO2 Using Vapor Hydrofluoric Acid, ACS Applied Materials& Interfaces, 12 (30), 34049-34057, 2020.

https://doi.org/10.1021/acsami.0c06910

7. Xuge Fan*, Frank Niklaus*, Deformation Behavior and Mechanical Properties of Suspended Double-Layer Graphene Ribbons Induced by Large AFM Indentation Forces, Advanced Engineering Materials, 24, 2100826 (1-7), 2022.

https://doi.org/10.1002/adem.202100826

8. Daniel Moreno-Garcia#, Xuge Fan#, Anderson Smith, Max C. Lemme, Vincenzo Messina, Cristina Martin-Olmos, Frank Niklaus* and Luis Guillermo Villanueva*, A Resonant Graphene NEMS Vibrometer, small, 2201816 (1-7), 2022. (共同一作，Inside back cover)

https://doi.org/10.1002/smll.202201816

9. Max C. Lemme, Stefan Wagner, Kangho Lee, Xuge Fan, Gerard Verbiest, Sebastian Wittmann, Sebastian Lukas, Robin J. Dolleman, Frank Niklaus, Herre van der Zant, George S. Duesberg, Peter Steeneken, Nanomechanical Sensors based on Suspended 2D Materials, Research, 2020, 8748602, 1-25, 2020. (Science 旗下期刊)

https://doi.org/10.34133/2020/8748602

10. Arne Quellmalz, Anderson D. Smith, Karim Elgammal, Xuge Fan, Anna Delin, Mikael Östling, Max Lemme, Frank Niklaus*, Kristinn B. Gylfason, Influence of humidity on contact resistance in graphene devices, ACS Applied Materials& Interfaces, 10 (48), 41738-41746, 2018.

https://doi.org/10.1021/acsami.8b10033

11. Anderson D. Smith*, Karim Elgammal, Xuge Fan, Max C. Lemme*, Anna Delin, Mikael Råsander, Lars Bergqvist, Stephan Schröder, Andreas C. Fischer, Frank Niklaus*and Mikael Östling*, Graphene-based CO2 sensing and its cross-sensitivity with humidity, RSC Advances, 7, 22329-22339, 2017.

https://doi.org/10.1039/C7RA02821K

12. Xuge Fan*, Frank Niklaus*, NEMS Sensors Based on Suspended Graphene, in 16th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered & Molecular Systems (IEEE-NEMS 2021), Xiamen, China, April 25th to 29th, 2021.

https://doi.org/10.1109/NEMS51815.2021.9451351

13. Daniel Moreno-Garcia #, Xuge Fan#, Luis Guillermo Villanueva and Frank Niklaus, Proof of Concept of a Graphene-Based Resonant Accelerometer, in 2021 IEEE 34th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) 838–840 (IEEE MEMS, 2021). （共同一作）

https://doi.org/10.1109/MEMS51782.2021.9375187

研究成果

截止目前，共发表论文近20篇，其中以独立第一作者身份在Nature子刊Nature Electronics、Science子刊Science Advances、Nano Letters、Nature旗下期刊Microsystems & Nanoengineering、Carbon、ACS Applied Materials & Interfaces等权威期刊发表论文，授权发明专利1项。

曾突破双原子层石墨烯悬浮硅质量块跨导器制备工艺关键技术瓶颈，开发了与半导体微纳加工工艺相兼容的石墨烯纳机电加速度传感器工艺流程，率先研制出超小尺寸且高灵敏的压阻式石墨烯纳机电加速度传感器原型样机，质量块体积微缩至20µm×20µm×16.4µm，解决了传统压阻式加速度传感器小型化与高灵敏度固有矛盾。被欧盟石墨烯旗舰计划传感器主任称为“首个石墨烯加速度传感器”（“The authors have for the first time realized a graphene accelerometer…”）。该成果获得多家国际机构与新闻媒体（如Graphene Flagship、Graphene-info、Phys.org、Techworld、Popular Mechanics、Space Daily、Advanced Science News）的专题报道和评价，被瑞典皇家理工学院新闻主页持续重点报道，被瑞典最权威科技杂志《新技术》（瑞典语：NyTeknik）以半页的篇幅专题报道，被Nature Electronics总编辑Vaughan博士在其发表的专篇评论“15 years of graphene electronic（石墨烯电子学的15年）”中以图文并茂的形式重点大篇幅报道，肯定了所研制的石墨烯加速度传感器在石墨烯应用发展历程中的重要地位。曾发明了气相氢氟酸（HF）快速可视化大面积石墨烯等二维材料晶界的便捷技术，将石墨烯等二维材料的观察时间从数小时减少至2分钟，将观察面积从平方纳米增加到平方毫米量级，解决了石墨烯等二维材料晶界“看不全”、“看得慢”的难题，为高质量石墨烯的生长提供便捷、快速、准确的判断依据。曾发明了石墨烯悬浮硅质量块结构的石墨烯机械性能的表征技术，使得悬浮石墨烯可承受高达6800nN的作用力，解决了石墨烯通常只能在几十到几百nN量级进行机械表征而导致机械特性“测不准”、“测不全”的难题。

主持课题

1. 国家级海外高层次青年人才引进项目（国家海外优青项目）（在研，主持）

2. 国家自然科学基金面上项目（在研，主持）

3. 国防科技创新特区XX项目（课题）（在研，主持）

4. 博盈彩票学特立青年学者人才支持计划启动项目（在研，主持）

5. 北京市自然科学基金面上项目 （在研，主持）

6. 博盈彩票科技创新计划创新专项（在研，主持）

7. 瑞典研究委员会自然科学与工程项目（GNEMS）（结题，核心技术负责人）

8. 欧盟研究区域联合旗舰项目（FLAGERA project 2DNEMS）（结题，核心技术负责人）

9. 两个欧盟研究委员会启动项目（ERC Starting Grants）（结题，参与）

荣获奖项

1. 国家级海外高层次青年人才引进计划（国家海外优秀青年基金获得者）

2. 博盈彩票特立青年学者

学术兼职