中心近年来承担国家、省部级及地方项目60余项，其中国家“863”计划项目1项、国家重点研发计划项目2项、国家自然基金项目30项，省部级项目50余项。获省部级技术发明一等奖、科技进步一等奖、自然科学二等奖等荣誉，发表高水平学术论文200余篇，获国家发明专利100余项。主持的代表性成果与项目如下。

（一）各研究方向成果介绍

（1）大面积石墨烯薄膜规模化制备技术

围绕大面积单层石墨烯薄膜生长的关键技术，揭示了活性基团的空间分布均匀性对石墨烯生长过程中成核、缺陷和层数的影响规律，提出了气体预混和分布式多通道进气方法，解决了生长界面活性基团浓度和单层石墨烯均匀性控制难题；研制了分布式多腔室化学气相沉积规模化制备装备，发展配套生长工艺，建设了规模化单层和单晶石墨烯薄膜生产线，实现了大面积石墨烯薄膜的快速制备和转移。

（2）微纳光学元件面形精确控制技术

针对微纳光学元件制备中连续面形调控的共性技术难题，提出了基于自由曲面连续面形子口径与空间啁啾调制随机阵列排布相结合的微光学芯片结构，突破了消相干、高占空比连续面形微结构设计难题；提出了掩模移动时空调制光刻技术制备连续面形微光学芯片的工艺方法，开发了光刻设备和配套的规模化生产工艺，突破了连续面形微光学芯片规模化生产技术瓶颈，实现了在光通信、三维智能感知等领域的应用。

（3）感算一体化智能光电探测器件与系统

面向红外探测芯片功耗高、智能化程度低、成本高的共性问题，提出了硅基读出电路兼容的红外敏感薄膜和器件设计方法，突破红外敏感薄膜制备和器件结构工艺，攻克了低功耗模数转化器设计技术，发展了新型信号流处理方法和智能硬件，研制红外探测器读出电路芯片，实现了感算一体的室温红外成像芯片，攻克了智能化探测的技术难题，发展了新型光电器件理论和方法。

（二）代表性成果

1、重要项目

（1）国家“863”计划项目，二维/三维石墨烯材料与光电器件的可控制备及示范应用；

（2）国家重点研发计划项目，高载流子迁移率低维光电材料联合研发及应用示范；

（3）国家重点研发计划项目，感算一体化室温红外成像探测技术研究；

（4）中国科学院科技服务网络计划（STS计划），面向智能电子终端的石墨烯材料制备与产业化应用；

（5）重庆国家自主创新示范区科技型中小企业研发共享服务平台，人工智能核心硬件微纳制造研发平台。

2、代表性论文

（1）Xiao L, Nie CB, Jiang YY, Fu JT, Zhu P, Li N, Wang GW, Shi HF, Wei XZ, Sun T. Dimensional van der Waals Barrier Long-Wave Infrared Detector, ACS Applied Materials & Interfaces, 2024, 16(23): 30478.

（2）Fu JT, Jiang H, Nie CB, Sun FY, Tang LL, Li YJ, Li ZC, Xiong W, Yang J, Li X, Zhou DH, Shen J, Feng SL, Shi HF, Mulvaney P, Wei XZ. Polarity-Tunable Field Effect Phototransistors, Nano Lettters, 2023, 23(11):4923.

（3）Li X, Wu GL, Zhang LN, Huang DP, Li YQ, Zhang RQ,  Li M, Zhu L, Guo J, Huang TL, Shen J, Wei XZ, Yu KM, Dong JC, Altman MS, Ruoff RS, Duan YW, Yu J, Wang ZJ, Huang XX, Ding F, Shi HF, Tang WX. Single-crystal two-dimensional material epitaxy on tailored non-single-crystal substrates, Nature Communications, 2022, 13(1): 1773.

（4）Zhang RQ, Fu JT, Wang HW, Wei XZ, Li X, Shi HF. In-Situ Growth of High-Quality Customized Monolayer Graphene Structures for Optoelectronics, Advanced Functional Materials, 2022, 32(42): 2202376.

（5） Jiang H, Fu JT, Nie CB, Sun FY, Tang LL, Sun JX, Zhu M, Shen J, Feng SL, Shi HF, Wei XZ. Gate modulation enhanced position-sensitive detectors using graphene/silicon-on-insulator structure, Carbon, 2021, 184: 445.

（6）Zhang YN, Huang DP, Duan YW, Chen H, Tang LL, Shi MQ, Li ZC, Shi HF. Batch production of uniform graphene films via controlling gas-phase dynamics in confined space, Nanotechnology, 2020, 32(10): 105603.

（7） Yang J, Luo S, Zhou X, Li JL, Fu JT, Yang WD, Wei DP. Flexible, Tunable, and Ultrasensitive Capacitive Pressure Sensor with Microconformal Graphene Electrodes, ACS Applied Materials & Interface, 2019, 11(16): 14997.

（8） Tang LL, Wei W, Wei XZ, Nong JP, Du CL, Shi HF. Mechanism of propagating graphene plasmons excitation for tunable infrared photonic devices. Optics Express, 2018, 26(3): 3709.

（9）Yang J, Liu PB, Wei XZ, Luo W, Yang J, Jiang H, Wei DP, Shi RY, Shi HF. Surface Engineering of Graphene Composite Transparent Electrodes for High-Performance Flexible Triboelectric Nanogenerators and Self-Powered Sensors, ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9(41): 36017.

（10） Shen J, Liu XZ, Song XF, Li XM, Wang J, Zhou Q, Luo S, Feng WL, Wei XZ, Lu SR, Feng SL, Du CL, Wang YF, Shi HF, Wei DP. High-performance Schottky heterojunction photodetector with directly grown graphene nanowalls as electrodes, Nanoscale, 2017, 9(18): 6020.

3、发明专利

（1）一种循环式连续规模化石墨烯薄膜制备装置

（2）直接在三维结构基片上全表面共形覆盖石墨烯的方法

（3）一种室温红外敏感薄膜的图案化方法

（4）一种大面积图案化石墨烯的制备方法

（5）一种宽波段光学吸收剂及涂层制备方法

（6）一种非制冷宽波段红外探测器

（7）一种基于石墨烯同质结的宽波段光电探测器及其制备方法

（8）一种宽波段光学吸收剂及涂层的制备方法

（9）一种零偏压工作石墨烯光电器件及其制备方法

（10）可调谐高光谱红外探测器及探测功能结构、高光谱成像设备