杨培东（中国科学院外籍院士）

杨培东

中国科学院外籍院士

杨培东，1971年生于中国江苏省苏州市，加州大学伯克利分校终身教授。国际顶尖的纳米材料学家。

人物简介

杨培东，出生于江苏苏州吴县，1988年木渎中学高中毕业，1993年毕业在中国科技大学应用化学系，后进入美国哈佛大学深造，攻读化学博士学位，师从著名材料科学家查尔斯·利伯教授，加州大学伯克利分校化学家，便是其中一名佼佼者。

毕业于中国科技大学的杨培东28岁时就成为伯克利大学助理教授，独立负责一个实验室的工作。同时，他还是劳伦斯·利弗摩尔国家实验室科学家。近年来，杨培东领导的研究小组接连在美国《科学》和英国《自然》等权威科学期刊上发表有关纳米材料的论文，他本人多次获得各种科学奖金和荣誉，成为美国和世界纳米研究领域的明星。

个人经历

1971年出生于苏州；

1985年-1988年就读于吴县木渎中学；

1988年-1993年中国科技大学化学系学习。1992年获郭沫若奖学金，1993年获应用化学学士学位；

1993年-1997年美国哈佛大学求学，1997年毕业于哈佛大学化学与生物化学系，获化学博士学位；

1997年-1998年美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校从事博士后研究；

1999年至今美国加州大学伯克利大学化学系助理教授、副教授、终身教授、教授。期间，2001年至2004年获得美国阿尔弗雷德•斯隆奖；

2002年获得美国贝克曼青年研究员奖；

2003年被美国“技术评论”杂志列入“世界100位顶尖青年发明家”行列；

2004年获得美国材料学会(MRS)青年科学家大奖，这一奖项一年一度，只有一位获奖者，杨培东是第一位获得该奖的中国人。

2007年，美国科学基金会(NSF)授予他奖金为50万美元的艾伦•沃特曼奖，这项研究奖每年仅授予一位杰出青年科学家，在业内被称为青年诺贝尔奖。

2000-2010年全球顶尖一百化学家名人堂榜单总排名第10，华人列第3。2000-2010年全球顶尖一百材料学家名人堂榜单总排名第1。

2012年4月当选美国艺术与科学院（American Academy of Arts and Sciences）院士。

2014年4月28日当选上海科技大学物质科学与技术学院院长。

2016年5月当选美国科学院院士。

2021年11月18日，当选中国科学院2021年外籍院士。

2021年11月18日，当选2021年中国科学院院士、中国工程院院士。

主要成就

科研成就

科研综述

杨培东在半导体纳米线、原子组装方面具有开创性研究，并有望应用于一系列高技术设备，如微型发光二极管、激光器，到晶体管、计算机电路、太阳能电池板以及生物传感器等领域。他的研究包括人工光合作用、纳米线电池、纳米线光子学、纳米线基太阳电池、太阳能转换为燃料用纳米线、纳米线热电学、碳纳米管纳米流体、等离子体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构合成和操控、材料化学、无机化学，以及低维纳米结构在光电等能源领域中的应用等。杨培东“栽种”的氮化镓和氧化锌纳米线能发射紫外线光，有助于“芯片上的实验室”迅速而廉价地分析医学、环境和其他取样。

2001年6月，杨培东的研究小组在《科学》报道说，在只及人类头发丝千分之一的纳米导线上制造出了世界上最小的激光器——纳米激光器，这一发明将有可能用于未来的光子计算机。

2002年2月，杨培东领导的小组在美国《纳米通讯》杂志上报告说，他们已成功地找到一种制造“多层结构”纳米线的方法，能够使硅和锗这两种不同的材料交织组成单根纳米线。这些线的尺度在纳米水平，最细的达到20纳米。

2003年4月，英国《自然》杂志刊登了杨培东研究组发表的单晶体氮化镓纳米管论文，这种纳米管耐久、性质一致，有优良的光电性能。

2005年6月，杨培东及其合作伙伴Majumdar研发出世界上第一个液体纳米晶体管。

2014年4月17日，杨培东团队在人工光合作用方面取得划时代（Game-Changing）的科研成果。有望解决由二氧化碳引起的全球气候变暖这一科学难题。

2016年，在《Science》杂志发表论文报告了一种将非光合作用的细菌改造成一种可以进行光合作用的系统。

文章发表

根据美国科学信息研究所的统计，从1997年至2007年的论文引用次数看，杨培东论文平均被引次数超过150次，是仅居其次的科学家的两倍，在全球材料科学家中列第一。

"Bandgap engineering in semiconductor alloy nanomaterials with widely tunable bandgaps and compositions", Cun-Zheng Ning, Letian Dou and Peidong Yang. Nature Reviews Materials, 2, 1–15 (2017).

"Excitation Wavelength Dependent Small Polaron Trapping of Photoexcited Carriers in α-Fe2O3", Lucas Carneiro, Scott Cushing, Chong Liu, Yude Su, Peidong Yang, Paul Alivisatos, and Steve Leone. Nature Mater. 16, 819–825 (2017)

"Investigation of Phonon Coherence and Backscattering using Silicon Nanomeshes", Jaeho Lee, Woochul Lee, Geoff Wehmeyer, Scott Dhuey, Deirdre L Olynick, Stefano Cabrini, Chris Dames, Jeffrey J Urban, and Peidong Yang. Nature Communications 8, 14054 (2017).

“Semiconductor Nanowire Lasers”, Samuel W. Eaton, Anthony Fu, Andrew B. Wong, C.Z. Ning, Peidong Yang, Nature Mater. Rev, 1, 16028, 2016.

“Single nanowire photoelectrochemistry”, Y. Su*, C. Liu*, S. Brittman, J. Tang, A. Fu, P. Yang, Nature Nano., 11, 609, 2016

"Self-photosensitization of Nonphotosynthetic Bacteria for Solar-to-chemical Production", K. K. Sakimoto, A. B. Wong, P. Yang, Science, 351(6268), 74, 2016

"A Unified Initiative to Harness Earth's Microbiomes", Unified Microbiome Initiative Consortium, Science, 350(6265), 507, 2015

"Atomically Thin Two-Dimensional Organic-Inorganic Hybrid Perovskites", L. Dou*, A. B. Wong*, Y. Yu*, M. Lai, N. Kornienko, S. W. Eaton, A. Fu, C. G. Bischak, J. Ma, T. Ding, N. S. Ginsberg, L. Wang, A. P. Alivisatos, P. Yang, Science, 349(6255), 1518, 2015.

"Covalent Organic Frameworks Comprising Cobalt Porphyrins for Catalytic CO2 Reduction in Water", S. Lin*, C. Diercks*, Y. Zhang*, N. Kornienko, E. M. Nichols, Y. Zhao, A. R. Paris, D. Kim, P. Yang, O. M. Yaghi, C. J. Chang, Science, 349(6253), 1208, 2015.

"A Lower Threshold for Nanowire Lasers", A. Fu, P. Yang, Nature Mater. 14, 557-558, 2015.

“Stabilization of 4H Hexagonal Phase of Gold in Nanoribbon Form”, Z. Fan, M. Bosman, X. Huang, D. Huang, Y. Yu, Y.A. Akimov, L. Wu, Y. Li, J. Wu, Q. Liu, C.E. Png, C.L. Gan, P. Yang, H. Zhang, Nature Comm., 6, 7684, 2015

"Evolution of Interlayer Coupling in Twisted Molybdenum Disulfide Bilayers", K. Liu*, L. Zhang*, T. Cao, C*. Jin, D. Qiu, Q. Zhou, A. Zettl, P. Yang, S. Louie, F. Wang, Nature Comm., 5, 4966, 2014.

"Synergistic Geometric and Electronic Effects for Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide Using Gold–copper Bimetallic Nanoparticles", D. Kim, J. Resasco, Y. Yu, A.M. Asiri, P. Yang, Nature Comm., 5, 4948, 2014

“Highly Crystalline Multimetallic Nanoframes with Three-Dimensional Electrocatalytic Surfaces”, C. Chen*, Y. Kang*, Z. Huo, Z. Zhu, W. Huang, H. Xin, J. D. Snyder, D. Li, J. A. Herron, M. Mavrikakis, M. Chi, K. L. More, Y. Li, N. M. Markovic, G. A. Somorjai, P. Yang, V. R. Stamenkovic, Science, 343,1319, 2014.

“Membrane-Protein Binding Measured with Solution-Phase Plasmonic Nanocube Sensors”, H. Wu, J. Henzie, W. Lin, C. Rhodes, Z. Li, E. Sartorel, J. Thorner, P. Yang, J. T. Groves, Nature Methods, 9, 1189, 2012.

“Towards Systems Materials Engineering”, P. Yang, J. Tarascon, Nature Mater., 11, 560, 2012.

“Crystal cuts on the nanoscale”, P. Yang, Nature, 482, 41, 2012.

“Self-assembly of uniform polyhedral silver nanocrystals into densely packed supercrystals”, J. Henzie, M. Grünwald, A. Widmer-Cooper, P. L. Geissler, P. Yang, Nature Mater., 11, 31, 2012.

“Nanowire-based Single Cell Endoscopy”, R. Yan*, J. Park*, Y. Choi, C. Heo, S. Yang, L. P. Lee, P. Yang, Nature Nanotech., 7, 191, 2012.

“Solution processed core-shell nanowires for efficient photovoltaic cells”, J. Tang*, Z. Huo*, S. Brittman, H. Gao, P. Yang, Nature Nanotech., 6, 568, 2011.

“Nanocrystal Bilayer for Tandem Catalysis”, Y. Yamada, C. Tsung, W. Huang, Z. Huo, S. E. Habas, T. Soejima, C. E. Aliaga, G. A. Somorjai, P. Yang, Nature Chem., 3, 372, 2011.

“Nanowire Photonics”, R. Yan, D. Gargas, P. Yang, Nature Photonics (Invited Review), 3, 569, 2009.

“Dopant profiling and surface analysis of silicon nanowires using capacitance–voltage measurements”, E. Garnett, Y. Tseng, D. Khanal, J. Wu, J. Bokor, P. Yang, Nature Nanotech., 4, 311, 2009.

“Optoelectronics: Combining chemical worlds”, A. L. Briseno, P. Yang, Nature Mater., 8, 7, 2009.

“Thermally Stable Nanocatalyst for High Temperature Reactions: Pt-Mesoporous Silica Core-Shell Nanoparticles”, S. Joo, J. Park, C. Tsung, Y. Yamada, P. Yang, G. A. Somorjai, Nature Mater., 8, 126, 2009.

“Gated proton transport in aligned mesoporous silica films”, R. Fan, S. Huh, R. Yan, J. Arnold, P. Yang, Nature Materials, 7, 303, 2008.

“Lilliputian light sticks”, M. Fardy, P. Yang, Nature, 451, 408,2008.

“Dynamic manipulation and separation of individual semiconducting and metallic nanowires using optoelectronic tweezers”, A. Jamshidi*, P. J. Pauzauskie*, P. J. Schuck, A. T. Ohta, P. Chiou, J. Chou, P. Yang, M. C. Wu, Nature Photonics, 2, 85, 2008.

“Enhanced thermoelectric performance of rough silicon nanowires”, A. I. Hochbaum*, R. Chen*, R. D. Delgado, W. Liang, E. C. Garnett, M. Najarian, A. Majumdar, P. Yang, Nature, 451, 163, 2008.

“Shaping binary metal nanocrystals through epitaxial seeded growth”, S. Habas, H. Lee, V. Radmilovic, G. Somorjai, P. Yang, Nature Mater. 6, 692, 2007.

“Tunable plasmonic lattices of silver nanocrystals”, A. R. Tao, P. Sinsermsuksakul, P. Yang, Nature Nanotech., 2, 435, 2007.

“Tunable nanowire nonlinear optical probe”, Y. Nakayama*, P. J. Pauzauskie*, A. Radenovic*, R. M. Onorato*, R. J. Saykally, J. Liphardt, P. Yang, Nature, 447, 1098, 2007.

“Giant piezoresistance effect in silicon nanowires”, R. He, P. Yang, Nature Nanotech., 1, 42, 2006.

“Optical Trapping and Integration of Semiconductor Nanowire Assemblies in Water”, P. Pauzauskie, A. Radenovic, E. Trepagnier , H. Shroff, P. Yang, J. Liphardt, Nature. Mater. 5, 97, 2006.

“Spontaneous formation of nanoparticlestripe patterns through dewetting”, J. Huang*, F. Kim*, A. Tao*, S. Conner, P. Yang, Nature Mater, 4,896, 2005.

“Nanowire dye-sensitized solar cells”, M. Law*, L. E. Greene*, J. C. Johnson, R. Saykally, P. Yang, Nature Materials, 4, 455, 2005.

"Nanoribbon Waveguides for Subwavelength Photonics Integration", M. Law*, D. Sirbuly*, J. Johnson, J. Goldberger, R. Saykally, P. Yang, Science, 305, 1269, 2004.

“Crystallographic Alignment of High Density Gallium Nitride Nanowire Arrays”, T. Kuykendall*, P. J. Pauzauskie*, Y. Zhang, J. Goldberger, D. Sirbuly, J. Denlinger, P. Yang, Nature Materials, 3, 524, 2004.

"Nanotechnology: Wires on water", P. Yang, Nature, 425, 243, 2003.

"Single crystal gallium nitride nanotubes", J. Goldberger, R. He, S. Lee, Y. Zhang, H. Yan, H. Choi, P. Yang, Nature, 422, 599, 2003.

"Single gallium nitride nanowire lasers", J. Johnson, H. J. Choi, K. P. Knutsen, R. D. Schaller, P. Yang, R. J. Saykally, Nature Materials, 1, 106, 2002.

"Room-temperature ultraviolet nanowire nanolasers", M. Huang, S. Mao, H. Feick, H. Yan, Y. Wu, H. Kind, E. Weber, R. Russo, P. Yang, Science, 292, 1897, 2001.

"Controlled growth and electrical properties of heterojunctions of carbon nanotubes and silicon nanowires", J. Hu, M. Ouyang, P. Yang, C. M. Lieber, Nature, 399, 48,1999.

"Generalized syntheses of large-pore mesoporous metal oxides with semicrystalline frameworks", P. Yang, D. Zhao, D. I. Margolese, B. F. Chmelka, G. D. Stucky, Nature, 396, 152,1998.

"Mirrorless Lasing from Mesostructured Waveguides Patterned by Soft Lithography", P. Yang , G. Wirnsberger, H. C. Huang, S. R. Cordero, M. D. McGehee, B. Scott, T. Deng, G. M. Whitesides, B. F. Chmelka, S. K. Buratto, G. D. Stucky, Science, 287, 465, 2000.

"Hierarchically Ordered Oxides", P. Yang, T. Deng, D. Zhao, B. F. Chmelka, G. M. Whitesides, G. D. Stucky, Science, 282, 2244, 1998.

"High-Temperature Superconductors", C. M. Lieber, P. Yang, Science, 277,1909, 1997.

"Nanorod-Superconductor Composites: A Pathway to Materials with High Critical Current Densities", P. Yang, C. M. Lieber, Science, 273, 1836, 1996.

人才培养

1999年杨培东进入加州大学伯克利分校任教以来，培养了多名博士，并指导博士后的研究工作，根据学术家谱（The Academic Family Tree）中的记录，其中一些学生的具体信息如下：

荣誉表彰

个人生活

杨培东的妻子王玫是湖南人，也毕业于中国科技大学，在耶鲁大学获得物理学博士学位，2013年旧金山市区的一家公司工作，两人育有一女。

社会任职

人物评价

从研制出第一个纳米导线激光器到现在设计纳米导线太阳能电池，杨培东领导的团队在纳米导线光子学研究领域取得多个重大突破。除基础研究外，杨培东还注重纳米导线的实际应用，他的研究成果已体现在热电废热利用商用设备、化学传感器、光学开关等方面。（2015年麦克阿瑟基金会评价）

杨培东在半导体纳米线和异质结构研究中采用创新性合成和装配工艺、并将研究成果应用于基于纳米线的光电、热电、太阳能转化和纳米流体之中的杰出贡献。（2011年美国材料研究学会奖评价）

参考资料

1.杨培东：苏州走出来的美国院士 勤奋是成功关键·搜狐网

2.关于公布2021年中国科学院院士增选当选院士名单的公告·中国科学院