【研究员】阎文博
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一、基本情况

阎文博,男,研究员,材料物理与化学(国家重点学科)/电气工程(国家双一流建设学科)双聘博士生导师,省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室骨干成员,河北工业大学特聘C岗,天津市红桥区政协委员,天津市红桥区欧美同学会会长,天津市致公党红桥区委委员。

1997.9-2001.6,南开大学,物理学院,应用光学专业,本科

2001.9-2006.6,南开大学,物理学院,光子学与技术专业,博士

2009.9-2010.8,帕维亚大学,量子电子实验室,光学材料方向,博士后

2014.12-今,河北工业大学,材料学院,材料物理与化学专业,研究员

2017.1-今,河北工业大学,材料学院,材料物理与化学专业,博士生导师

2022.10-今,河北工业大学,电气学院,电气工程专业,博士生导师

在铌酸锂、蓝宝石等光电功能晶体的生长、缺陷调控及器件制备等方面进行研究。重点研究铌酸锂晶体的构效关系,开发光存储、光调制、光波导、光伏操控、光催化抑菌等光子学功能,构建以微纳流/固输运、组装和配给为基础,集成各类微纳光子器件的铌酸锂基微流控光子芯片,其光伏微流控技术引起学界广泛关注,受到自然子刊Nature PhotonicsNews & views栏目专题推介。

主持项目21项,其中包括国家自然科学基金项目4项、省部级项目12项,以唯一通讯作者在Advanced Materials、《Advanced Functional Materials》、ACS Nano、《Laser & Photonics Reviews》、《Nano Energy和《ACS Photonics等期刊发表SCI论文47篇,第一发明人授权发明专利25项,现为河北省“三三三”人才,河北省教育厅优秀青年,“京津冀jun民融合蓝宝石产业联盟”副秘书长,《欧洲物理杂志》客座编辑。指导研究生撰写的3篇硕士论文获评河北省优秀硕士学位论文,1篇本科论文获评第七届天津市普通高等学校本科生优秀毕业论文。近五年,指导本科生获批多项大学生创新创业项目,其中国家级重点项目1项,国家级一般项目1项,省级一般项目3项。大创项目“水合液滴电荷特性及其在三维光伏路由运输中的管理策略”获河北省大学生创新训练计划项目交流活动学术交流项目省级一等奖,并经过学校推荐、专家评审入选第十八届全国大学生创新年会现场展示。指导本科生参加了2025年度全国“挑战杯”(自然科学论文类),获国家级三等奖。

二、博导所属(含跨转)学科

1、材料物理与化学

研究方向一:光子学材料与器件制备

研究方向二:半导体材料及其光电应用

研究方向三:微流控光子芯片功能设计与集成

2、电气工程

研究方向一:光伏微纳操控与组装

研究方向二:微纳机电系统设计与开发

研究方向三:光致电动微纳流体行为研究及应用开发

三、硕导所属(含跨转)学科、专业学位类别

1、材料物理与化学

研究方向一:光子学材料与器件制备

研究方向二:半导体材料及其光电应用

研究方向三:微流控光子芯片功能设计与集成

2、材料工程

研究方向一:光子学材料与器件制备

研究方向二:半导体材料及其光电应用

研究方向三:微流控光子芯片功能设计与集成

3、电气工程

研究方向一:光伏微纳操控与组装

研究方向二:微纳机电系统设计与开发

研究方向三:光致电动微纳流体行为研究及应用开发

四、主要科研项目

1. “表面活性剂分子辅助的油相/铌酸锂界面微纳流/固光伏操控与组装研究”,国家自然科学基金面上项目,2025.01-2028.12,50万,主持。

2. “基于铌酸锂表面局域掺杂的聚焦光伏微流体操控研究”,国家自然科学基金面上项目,2022.01-2025.12,60万,主持。

3. “非对称铌酸锂夹层结构中微液滴的光热复合实时操控研究”,国家自然科学基金面上项目,2019.01-2022.12,63万,主持。

4. “基于铌酸锂超疏水表面的激光打标扫描式光伏微液滴路由研究”,中央引导地方科技发展资金项目,2022.07-2025.06,15万,主持。

5. “高通量粘性微流体的级联串行光伏操控研究”,河北省自然科学基金项目,2024.01-2026.12,6万,主持。

6. “铌酸锂基 PDMS 芯片微通道结构中的两相混合微流体光伏操控研究”,河北省自然科学基金项目,2020.01-2022.12,10万,主持。

7. “铌酸锂基生物光子芯片功能集成研究”,教育部“春晖计划”合作科研项目,2023.06-2025.51万,主持。

8. “铌酸锂光控质子交换研究”,天津市自然科学基金面上项目,2017.04-2020.03,10万,主持。

9. “铌酸锂基微颗粒和微液滴的光电镊操控研究”,河北省自然科学基金面上项目,2017.01-2019.12,6万,主持。

10. “掺铪系列铌酸锂晶体中的缺陷能级研究”,留学人员科技活动项目择优资助项目,2014.1-2016.12,3万,主持。

11. “光控质子交换的微观机制研究”,河北省教育厅优秀青年基金项目,2014.1-2016.12,6万,主持。

12. “掺铪系列铌酸锂晶体中的缺陷系统研究”,河北省自然科学基金面上项目,2013.1-2015.12,5万,主持。

13. “铪铁双掺铌酸锂晶体的光散射阈值效应的起源研究”,国家自然科学基金青年项目,2012.1-2014.12,25万,主持。

14. “掺铪系列铌酸锂晶体中的缺陷能级研究”,教育部科学技术研究重点项目,2012.1-2014.12,20万,主持。

15. “掺铪铌酸锂晶体的紫外光折变性能研究”,教育部留学回国人员启动基金项目,2013.1-2014.12,3万,主持。

16. “掺铪系列铌酸锂晶体的紫外光折变研究”,天津市自然科学基金面上项目,2009.4-2012.3,10万,主持。

17. “铪铁双掺铌酸锂晶体中光散射阈值效应起源的研究”,河北省自然科学基金青年项目,2009.1-2011.12,3万,主持。

五、代表性论文

[1] Z. Gao, J. Yan, L. Shi, X. Liu, M. Wang, C. Li, Z. Huai, C. Wang, X. Wang, L. Zhang and W. Yan*, “Efficient Surfactant-Mediated Photovoltaic Manipulation of fL-Scale Aqueous Microdroplets for Diverse Optofluidic Applications on LiNbO3 Platform,” Advanced Materials, 35(49), 2304081 (2023).

[2] Z. Huai, Y. Li, S. Ge, L. Shi, M. Wang, C. Wang, X. Liu, C. Li, L. Zhang, X. Wang, J. Yan, and W. Yan*, “Hybrid Photovoltaic 2D/3D Self-Propulsion of Aqueous Microdroplets with Light-Sensitive Cargos Achieved by Nonlocal Laser-Scanning on Superhydrophobic LiNbO3:Fe Surface with a High Triboelectricity,” Advanced Functional Materials, 2506352 (2025).

[3] J. Yan, Z. Gao, L. Shi, M. Wang, X. Liu, C. Li, Z. Huai, C. Wang, L. Zhang, X. Wang, and W. Yan*, “Photovoltaic Rotation and Transportation of a Fragile Fluorescent Microrod Toward Assembling a Tunable Light-Source System,” ACS Nano 18, 18743–18757 (2024).

[4] X. Liu, C. Wang, L. Shi, M. Wang, Z. Huai, C. Li, L. Zhang, X. Wang, and W. Yan*, “Shading Reciprocal Motion and Directional Continuous Filling of Dielectric Liquids in Photovoltaic LN-based Sandwich Structures,” Laser & Photonics Reviews, e00582 (2025).

[5] Y. Mi, Z. Huai, Y. Li, L. Shi, M. Wang, Z. Gao, X. Liu, X. Zhang, B. Gao, X. Cao, J. Yan, C. Wang, and W. Yan*, “3D Multimodal, Omnidirectional Router of Aqueous Microdroplets Based on the Synergy of Photovoltaic and Triboelectric effects,” Nano Energy, 124, 109509 (2024).

[6] Y. Li, R. Xu, Z. Xu, Z. Huai, Y. Zhang, L. Shi, S. Ge, and W. Yan*, “Pre-contact electrification of the aqueous droplets on a hydrophobic surface,” Nano Energy, 130, 110182 (2024).

[7] M. Wang, X. Liu, L. Shi, Z. Gao, C. Li, Z. Huai, C. Wang, J. Yan, L. Zhang, X. Wang, and W. Yan*, “Photovoltaic High-throughput Microfluidic Platform for the Mass-Production of Hybrid Viscous Microdroplets Towards Diverse Applications,” Chemical Engineering Journal, 487, 150610 (2024).

[8] B. Gao, X. Cao, Ch. Wang, X. Liu, J. Yan, L. shi, and W. Yan*, “Dielectrophoresis-electrophoresis transition during the photovoltaic manipulation of water microdroplets on LiNbO3:Fe platform,” Opt. Express  31, 16495-16507 (2023)..

[9] X. Liu, Z. Gao, C. Liang, L. Shi, X. Cao, M. Wang, Z. Huai, and W. Yan*, “Toward whispering-gallery-mode microdroplet sensing: Surface charge accumulation, microdroplet interface evolution and forward-photovoltaic- jetting on C-cut LiNbO3:Fe crystal,” Appl. Surf. Sci. 635, 157707 (2023).

[10] Y. Mi, X. Liu, Z. Gao, M. Wang, L. Shi, X. Zhang, K. Gao, E. R. Mugisha, and W. Yan*, “3D Photovoltaic Router of Water Microdroplets Aiming at Free-Space Microfluidic Transportation”, ACS Appl. Mater. Interfaces 13 (37), 45018-45032 (2021).

[11] M. Wang, Z. Gao, X. Liu, L. Shi, Y. Mi, K. Gao, X. Zhang, and W. Yan*, “Towards Biochemical Microreactor: Nonlocal Photovoltaic Actuation of Aqueous Microdroplets in Oil-Infused PDMS Channels based on LiNbO3: Fe Crystals”, Sensors and Actuators B: Chemical, 349, 130819 (2021).

[12] X. Zhang, E. R. Mugisha, Y. Mi, M. Wang, X. Liu, Z. Gao, K. Gao, L. Shi, H. Chen, and W. Yan*, “Photovoltaic Cycling to-and-fro Actuation of a Water-Microdroplet for Automatic Repeatable Solute Acquisition on Oil-Infused Hydrophobic LN:Fe Surface”, ACS Photonics 8(2), 639-647 (2021).

[13] Z. Gao, Y. Mi, M. Wang, X. Liu, X. Zhang, K. Gao, L. Shi, E. R. Mugisha, H. Chen, and W. Yan*, “Hydrophobic-substrate based water-microdroplet manipulation through the long-range photovoltaic interaction from a distant LiNbO3:Fe crystal”, Opt. Express 29(3), 3808-3824 (2021).

[14] L. Shi, X. Wang, K. Gao, H. Chen, W. Yan, “Growth of homogeneous-phase YIG grains on Si substrates and their optical properties on a micron scale”, Ceramics International 47, 14067–14074 (2021).

[15] X. Zhang, K. Gao, Z. Gao, Z. Zan, L. Shi, X. Liu, M. Wang, H. Chen, and W. Yan*, “Photovoltaic splitting of water microdroplets on a y-cut LiNbO3:Fe crystal coated with oil-infused hydrophobic insulating layers”, Opt. Lett. 45(5), 1180-1183 (2020).

[16] K. Gao, X. Zhang, Z. Zan, Z. Gao, L. Shi, X. Liu, M. Wang, H. Chen, and W. Yan*, “Visible-light-assisted condensation of ultrasonically atomized water vapor on LiNbO3:Fe crystals”, Opt. Express 27(26), 37680-37694 (2019).

[17] F. Li, X. Zhang, K. Gao, L. Shi, Z. Zan, Z. Gao, C. Liang, E. R. Mugisha, H. Chen, W. Yan*, “All-optical splitting of dielectric microdroplets by using a y-cut-LN-based anti-symmetrical sandwich structure”, Opt. Express 27(18), 25767-25776 (2019).

[18] Sh. Li, C. Liang, F. Li, L. Shi, C. Du, B. Fan, X. Wang, Z. Zan, H. Chen, and W. Yan*, “Direct laser writing combined with a phase-delay probe,” Opt. Lett. 43(2), 322-325 (2018).

[19] B. Fan, F. Li, L. Chen, L. Shi, W. Yan*, Y. Zhang, S. Li, X. Wang, X. Wang, and H. Chen, “Photovoltaic Manipulation of Water Microdroplets on a Hydrophobic LiNbO3,” Phys. Rev. Applied 7(6), 064010 (2017).

[20] X. Wang, W. Yan*, Y. Zhang, L. Zhang, L. Shi*, Y. Huang, M. Wu, X. Wang, and H. Chen, “Threshold Effect in the Mg-Doping Dependence of the Photocatalytic Ability of LiNbO3 Nanoparticles,” J. Am. Ceram. Soc. 100(2), 739-745 (2017).

[21] L. Chen, B. Fan, W. Yan*, S. Li, L. Shi, and H. Chen, “Photo-assisted splitting of dielectric microdroplets in a LN-based sandwich structure,” Opt. Lett. 41(19), 4558 (2016).

[22] G. Liang, W. Yan*, D. Wang, L. Shi, X. Jiang, Z. Shang, F. Zhang, F. Jia, S. Li, M. Li, L. Zhang, J. Jing, M. Wu, Y. Zhang, G. Chen, and H. Chen “Photo-assisted proton exchange and chemical etching on Fe-doped lithium niobate crystals,” Opt. Express 23(1), 19-25 (2015).

[23] W. Yan*, P. Minzioni, G. Nava, P. Galinetto, Lihong Shi and V. Degiorgio, Critical composition of reduced pure-LiNbO3 crystals: A sudden change in optical properties, App. Phys. Lett. 98(15), 151112 (2011). 

[24] W. Yan*, L. Shi, H. Chen, X. Zhang, and Y. Kong, “Investigations on the UV photorefractivity of LiNbO3: Hf”, Optics Letters, 35, 601~603 (2010)

[25] W. Yan*, L. Shi, H. Chen, X. Shen, and Y. Kong, Light scattering induced by opposite microdomains in LiNbO3:Fe:Hf crystals, Opt. Express, 18(11), 11949-11954 (2010).

[26] W. Yan*, Y. Li, L. Shi, H. Chen, Sh. Liu, L. Zhang, Z. Huang, Sh. Chen, and Y. Kong, “Photochromic effect in LiNbO3: Fe: Co”, Optics Express, 15, 17010~17018 (2007).

[27] W. Yan*, H. Chen, L. Shi, Sh. Liu, and Y. Kong, “Investigations of the light-induced scattering varied with HfO2 codoping in LiNbO3:Fe crystals”, Applied Physics Letters, 90, art. no. 211108 (2007).

[28] W. Yan, Y. Kong*, L. Shi, H. Liu, X. Li, J. Xu, S. Chen, L. Zhang, Z. Huang, Sh. Liu, and G. Zhang, “Investigations of centers formed in UV light induced absorption for LiNbO3 highly doped with Mg and Hf”, Optics Express, 14, 10898~10906 (2006)

六、代表性专利

[1] 阎文博,陈立品,樊博麟,李少北,陈洪建 “一种基于y切铌酸锂晶片的微液滴输运方法”,2018年授权发明专利,ZL201511021872.7

[2] 阎文博,陈立品,李少北,樊博麟,王冬辉,陈洪建 “一种基于铌酸锂晶片夹层结构的微液滴实时可控分离装置及方法”,2018年授权发明专利,ZL201510799910.5

[3] 阎文博,樊博麟,陈立品,陈洪建,李少北,王旭亮,张雨晴,李菲菲“一种基于铌酸锂晶体实时可控的微液滴喷射装置及方法”,2019年授权发明专利,ZL201610361560.9

[4] 阎文博,樊博麟,陈立品,陈洪建,李少北,王旭亮,李菲菲,张雨晴一种基于C切铌酸锂芯片实时可控的微液滴输运方法”,2019年授权发明专利ZL201610382929.4

[5] 阎文博,李少北,陈洪建,陈立品,孙时豪,杜城威,“一种光学材料微观应力空间分布的精确测量装置”2019年授权发明专利ZL201610058860.X

[6] 阎文博,李少北,陈洪建,李菲菲,樊博麟,王旭亮,“一种光折变材料微区折射率的实时调控装置及方法”2019年授权发明专利ZL201710298853.1

[7] 阎文博,李少北,陈洪建,陈立品,王旭亮,樊博麟,李菲菲,杜城威,王晓敏,“一种基于单晶体双电光调制实时测量光学材料微观应力的装置”2019年授权发明专利ZL201610805081.1

[8] 阎文博,樊博麟,李菲菲,陈洪建,昝知涛,李少北,王旭亮,“一种光诱导微液滴持续生成转移方法, 2020年授权发明专利ZL201711315421.3

[9] 阎文博,樊博麟,昝知涛,陈洪建,李菲菲,王旭亮,李少北,“一种基于Y切铌酸锂芯片的光触发微液滴定向输运方法”,2020年授权发明专利ZL201711315422.8

[10] 阎文博,李菲菲,樊博麟,李少北,王旭亮,梁超,任满意,陈洪建,“一种基于铌酸锂夹层结构芯片的实时可控微液滴阵列化装置及方法”,2020年授权发明专利ZL201710298852.7

[11] 阎文博,梁超,任满意,李菲菲,昝知韬,“一种基于铌酸锂晶片的激光辅助氧化锌生长的装置及方法”,2021年授权发明专利ZL201811049556.4

[12] 阎文博,高开放,张雄,梁超,昝知韬,任满意,李菲菲,高作轩,陈洪建,“一种利用激光直写晶化二氧化钛溶胶薄膜制备铌酸锂光波导的方法”,2021年授权发明专利,ZL201910220568.7

[13] 阎文博,李菲菲,樊博麟,王旭亮,李少北,昝知韬,梁超,陈洪建,“一种微液滴往复输运方法”,2021年授权发明专利,ZL201810071195.7

[14] 阎文博,高开放,高作轩,张雄,昝知韬,刘晓虎,王梦彤,米宇航,“一种用于超声雾化气流实时液化的方法及装置”,2021年授权发明专利,ZL201911002957.9

[15] 阎文博,高作轩,张雄,陈洪建,高开放,昝知韬,“一种制作变焦液体微透镜的装置及方法”,2021年授权发明专利,ZL201910427612.1

[16] 阎文博,高开放,张雄,吴巧添,昝知韬,高作轩,“一种用于微流控芯片中微液滴切割的方法”,2022年授权发明专利,ZL201910503848.9

[17] 阎文博,李菲菲,昝知韬,王旭亮,樊博麟,李少北,陈洪建,“一种基于非对称铌酸锂夹层结构的全光微液滴分离方法”,2022年授权发明专利,ZL201810396476.X

[18] 阎文博,任满意,梁超,李菲菲,昝知韬,“一种控制细菌集群的方法及装置”,2022年授权发明专利,ZL201811047969.9

[19] 阎文博,昝知韬,高作轩,“一种用于微气泡分离的微流控芯片”,2022年授权发明专利,ZL201910220567.2

[20] 阎文博,张雄,高开放,刘晓虎,王梦彤,米宇航,“一种基于y切铌酸锂芯片的水合液滴分离方法及装置”,2022年授权发明专利,ZL201911002908.5

[21] 阎文博,张雄,高作轩,高开放,陈洪建,昝知韬,“一种基于y切铌酸锂夹层结构芯片的运动微液滴连续分离方法”,2022年授权发明专利,ZL201910427611.7

[22] 阎文博,槐泽超,王成,闫静慧,高波,曹学勇,“一种利用激光打标系统驱动水合液滴运动的方法”,2024年授权发明专利,ZL202210941343.2

[23] 阎文博,王成,曹学勇,“一种基于铌酸锂晶片夹层结构的微液滴实时可控图案化方法”,2024年授权发明专利,ZL202210787323.4

七、联系人:阎文博  

联系方式:15122871571yanwenbo@hebut.edu.cn


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