个人简介
天津市微尺度光学信息技术重点实验室主任，SmartMat期刊副主编
1997-2001年，中国地质大学，数学与物理学院，学士
2003-2006年，华中科技大学光电工程学院，硕士
2007-2011年，德国Jüelich研究中心Peter Grünberg 研究所，亚琛工业大学博士
2012-2013年，韩国首尔国立大学，物理与天文系，博士后
2015年-，南开大学必威西汉姆
“十五五” 规划明确提出，原子级制造是重点未来产业，是后摩尔时代、高端芯片、量子科技、先进材料领域的共性底层技术。信息社会高速发展，对器件微型化提出更高需求，传统光刻加工技术已逐步逼近物理极限，亟需发展新的技术路径延续摩尔定律。分子具备尺寸小、可形变、生物兼容等优势，以有机分子构筑功能元器件的新一代器件，有望进一步提升集成度，延续摩尔定律，同时为生命健康领域带来新机遇。
表面等离激元光学作为微纳光学重要分支，聚焦金属‑介质界面电子‑光子相互作用及其衍生的新奇电磁效应与应用。自 1998 年起，该领域诞生了诸多突破传统光学局限的新型器件，被《Nature》评价为光子学发展史上的里程碑之一。
课题组聚焦原子级制造、分子功能器件与表面等离激元光学的交叉方向，已取得一批得到同行认可的研究成果：主持国家及省部级科研项目 10 余项，发表学术论文 100 余篇；担任中科院一区期刊《SmartMat》副主编。先后荣获校 “十大杰出青年教师”、“最受学生欢迎老师”、优秀毕业研究生导师等荣誉。课题组支持学生对外学术交流，已有多名学生赴德国康斯坦茨大学、德国亚琛工业大学、韩国首尔国立大学、荷兰特文特大学、美国佐治亚大学、英国剑桥大学等高校访问学习。
主要研究方向:
1. 分子光电功能器件（分子开关、分子整流器、分子场效应管、分子发光器件）
2. 微纳光学（表面等离激元光学、微尺度光电探测器）
3. 微纳加工技术（光刻、电子束曝光）及分子表征技术（拉曼光谱等）
4. 纳电子器件量子输运（分子结中电子输运的量子干涉效应）
5. 新型储能材料与器件（石墨烯、钙钛矿、液态金属）
学生培养：
课题组属于高度交叉学科，研究覆盖单分子电子学、微纳光学、微纳加工、光谱表征、量子输运、新型功能材料与器件等方向。有志于实验方向的同学，可参与单分子器件构筑、微纳加工制备、电输运测试、拉曼光谱与微纳光学表征等科研工作；对理论模拟感兴趣，可开展第一性原理计算、理论建模分析。学生可以结合自身专业背景与科研兴趣，在实际课题中逐步凝练确定具体研究课题。
图1：课题组开展的课外活动—登泰山而小天下
图2：课题组开展的课外活动—蓟州国际滑雪场
毕业生发展去向：
课题组毕业生主要进入高校和科研院所、国内外知名高校继续深造，以及华为、中兴、京东方、长江存储、中芯国际、小米等科技企业。
2018届 ，王*，华为技术有限公司，高级工程师
2018届， 王*，海信集团，工程师
2019届， 张**，中国电子科学集团第十四研究所，副研究员
2020届， 尹**, 中兴集团（南京），工程师
2020届， 郭**，英国剑桥大学博士，华为技术有限公司，工程师
2020届， 毕**，天津理工大学，副教授
2021届， 倪**，中国电子科技集团公司第十八研究所，工程师
2021届， 赵**，中兴集团（南京），工程师
2022届， 王**，中信集团（香港），工程师
2022届， 刘**，京东方科技集团（北京），工程师
2023届， 张**，北京燕东微电子科技有限公司（北京），工程师
2023届， 赵**，河南省科学院物理研究所，副研究员
2023届， 赵**，东北石油大学，副教授
2023届， 张**，长江存储 (上海)，工程师
2024届， 谭*，中国计量大学，副教授
2024届， 许**，清华大学，博士后
2024届， 赵*，哈尔滨工业大学，博士
2024届， 张*，小米集团，工程师
2025届， 张**, 东南大学，博士
2025届， 王**，新加坡国立大学 博士
2025届， 孙**，英国南安普顿大学 博士
2025届，E. Ramya，澳大利亚 副研究员
2026届，邓**，先导科技集团，工程师
2026届，胡**，新芯集成电路股份有限公司，工程师
2026届，杨** 小米集团，工程师
2026届，冯**，公务员，江苏省选调生
2026届，贾** 中芯国际（上海），工程师
2026届，胡**，南开大学，博士后
2026届，阿迪拉**, 天津师范大学，讲师
图3：2026年课题组毕业生合照
国际合作团队
Takhee Lee (tlee@snu.ac.kr, 韩国首尔国立大学，教授，校务委员)
Bingqian Xu (bxu@engr.uga.edu, 美国亚利桑那州立大学，教授)
Elke Scheer(elke.scheer@uni-konstanz.de，德国Konstanz大学, 教授)
Christian Nijhuis (c.a.nijhuis@utwente.nl，荷兰特文特大学，教授)
Dirk Mayer (dirk.mayer@fz-juelich.de，德国亚于利希研究中心，教授)
Jeremy Baumberg（jjb12@cam.ac.uk, 英国剑桥大学，教授）
课题组与国内外多个研究团队保持长期合作，为学生开展联合研究、学术交流和访问学习提供良好的合作基础。
实验室仪器设备
微纳加工与表征平台在微纳结构加工方面拥有镀膜机 (ZZS500-1/G型,采用电子枪蒸镀)；反应离子刻蚀机(RIE, ICP-5000)；场发射高清晰度扫描电子显微镜 (Sigma500，分辨率2 nm @ 1KV)；与扫描电镜联用的电子束曝光系统 (ELPHY Quantum，曝光分辨率20 nm)。在微纳结构表征方面，拥有原子力显微镜 (D3100, 分辨率10 nm)，NTEGRA Solaris近场光学扫描显微镜 (分辨率50 nm)。
在专用设备方面，拥有低温及室温 MCBJ装置各1套；STM-BJ装置2套；显微共聚焦拉曼光谱测量及成像系统 (WITec alpha300R型；光谱分辨率≤1.5 cm-1)；488 nm及632 nm固体激光器各1台；光刻机 (USE-30R, 曝光精度1 µm)；微弱电流测试设备-半导体参数分析仪 (B1500型，可测量低至1fA 微弱电流)；器件电流波形分析仪 (CX3322A型，200 MHz 带宽)；电化学工作站 (650E型)；探针测量平台；匀胶机；超声仪；高灵敏电子秤等。
图4：课题组及微纳平台部分仪器设备
科研项目/成果/获奖/专利
部分主持项目：
[01] 《分子共振遂穿二极管》，国自然青年基金，2014 — 2016，主持。
[02] 《单分子光开关初探》，湖北省自然科学基金，2014 — 2016，主持。
[03] 《碳纳米管实现光驱动单分子开关》国自然面上，2016年 — 2019，主持。
[04] 《SPP调控分子器件电子输运》国自然重大培育，2020年 — 2022，主持。
[05] 《微纳光学与分子电子学融合研究》天津市杰青项目，2020 — 2022，主持。
[06] 《单分子光电器件构筑及表征》国家级人才项目，2020 — 2022，主持。
[07] 《蛋白质的电学测量与多模态表征》重点研发计划课题，2021 — 2026，主持。
[08] 《单分子尺度手性催化过程示踪表征》国自然面上，2023年—2026年，主持。
[09] 《分子器件电子输运量子效应调控》量子科学战略专项。2026年—2029，主持
[10] 《单分子物态演变的精准表征与原理》国自然重大，2026年—2031年。参与
部分发明专利：
[1] 向东; 王玲; 赵智凯; 王璐; 梅婷婷; 倪立发; 张天; 张伟强。 精密测量加速度的单分子装置, 2021-11-30, 中国, 授权发明专利，ZL201710119943.X
[2] 向东; 王玲; 赵智凯; 张伟强; 倪立发。温控双V形结构精密连续调节金属纳米光栅周期的装置, 2022-02-01, 中国, 授权发明专利，ZL201710255016.0
[3] 向东; 郭晨阳; 赵智凯; 尹凯凯。一种多级控制电极间距连续变化的机械可控裂结装置及方法, 2022-02-25, 中国, 授权发明专利，ZL201910676318.4
[4] 向东; 赵智斌等。一种利用液态金属针尖实现面积可控的自功率光电探测方法, 2021-10-06, 中国, 发明专利，ZL CN202110689407.X
[5] 向东；张素荣；倪立发；张伟强；郭晨阳。一种光控基底热膨胀实现双原子开关的方法，2022-07-29，中国, 授权发明专利，ZL202010983285.0
[6] 向东，赵智斌。 一种利用钙钛矿微米晶粒实现室温下负微分电阻的方法, 2022-08-28，中国，授权发明专利，ZL 202010975692.7
[7] 赵雪妍; 向东; 谭敏; 张素荣; 张旭斌; 许晓娜。一种基于柔性材料的平面机械可控裂结方法。2022-10-25， 中国，授权发明专利，ZL 202211311292.1
[8] 张旭斌，向东; 赵智宾; 张素荣; 谭敏; 赵雪妍。一种高分子聚合物为衬底材料实现忆阻器功能的方法。2023-2-16，中国，授权发明专利，ZL 202211283831.5
[9] 曹丰晶，向东，杨钧超，罗光春，董大明。一种利用激光诱导击穿光谱检测水体总Cr的纸基芯片传感器， 2024-12-12, 中国，授权发明专利，：ZL 202411498801.5
[10] 向东，阿迪拉·阿地江，张素荣。一种基于分子内氢键实现原位可控单分子整流器的方法，2026-2-17，授权发明专利，ZL202310772013.X
获奖及人才情况
[1] 校最受学生欢迎老师荣誉称号 （2011）
[2] 中国地质大学校“十大杰出青年教师”（2014）
[3] “全国大学生师生同行社会实践活动”优秀指导老师（2019）
[4] 南开大学优秀毕业研究生指导老师（2021-2026）
[5] 天津市自然科学二等奖，排名1（2023）
[6] 北京市自然科学一等奖，排名3（2024）
[7] 天津市青年千人
[8] 南开大学“百名青年学术学科带头人” (2017）
[9] 天津市杰出青年基金获得者 (2018）
[10] 国家青年拔尖人才 (2019）
论文/专著/教材
近五年课题组部分SCI一区期刊论文
1. Surong Zhang; Chenyang Guo; Lifa Ni; Kerstin M. Hans; Weiqiang Zhang; Shoujun Peng; Zhikai Zhao; Daniel C. Guhr; Zhe Qi; Haitao Liu; Minwoo Song; Qingling Wang; Johannes Boneberg; Xuefeng Guo; Takhee Lee*; Elke Scheer* & Dong Xiang*. In-situ control of on-chip angstrom gaps, atomic switches, and molecular junctions by light irradiation. Nano Today, 39, 101226 (2021).
2. Maoning Wang; Tao Wang; Oluwafemi S. Ojambati; Thorin Jake Duffin; Keehoon Kang; Takhee Lee*; Elke Scheer*; Dong Xiang* & Christian A. Nijhuis*. Plasmonic phenomena in molecular junctions: principles and applications. Nature Reviews Chemistry, 6, 681 (2022).
3. Wei Zhang; Zhibin Zhao; Min Tan; Adila Adijiang; Shurong Zhong; Xiaona Xu; Tianran Zhao; Emusani Ramya; Lu Sun; Xueyan Zhao; Zhiqiang Fan* & Dong Xiang*. Regulating the orientation of a single coordinate bond by the synergistic action of mechanical forces and electric field. Chemical Science, 14, 11456 (2023).
4. Zhibin Zhao; Saurabh Soni; Takhee Lee; Christian A. Nijhuis* & Dong Xiang*. Smart Eutectic Gallium-Indium: From Properties to Applications. Advanced Materials, 35, 2203391 (2023).
5. Min Tan, Feng Sun, Xueyan Zhao, Zhibin Zhao, Surong Zhang, Xiaona Xu, Adila Adijiang, Wei Zhang, Haoyu Wang, Chuankui Wang, Zongliang Li,* Elke Scheer,* and Dong Xiang* Conductance Evolution of Photoisomeric Single-Molecule Junctions under Ultraviolet Irradiation and Mechanical Stretching. J. Am. Chem. Soc, , 146, 10, 6856 (2024).
6. Xiaona Xu, Qiang Qi, Qihong Hu, Liang Ma, Ramya Emusani, Surong Zhang, Xueyan Zhao, Min Tan, Adila Adijiang, Wei Zhang, Ziwei Ma, Guangjun Tian*, Elke Scheer*, Dong Xiang*, Manipulating π-π Interactions between Single Molecules by Using Antenna Electrodes as Optical Tweezers, Phys. Rev. Lett., 133, 233001 (2024).
7. Qinghua Gao, Zhizhuo Zhang, Cong Zhao, Zexiang Wang, Yani Huo, Dong Xiang,* Chuancheng Jia,* and Xuefeng Guo*, Single-molecule characterization from the perspective of optics, photonics, and optoelectronics: a review, Advanced Photonics, 6, 064002 (2024).
8. Haoyu Wang, Fenglu Hu, Adila Adijiang, Ramya Emusani, Jieyi Zhang, Qihong Hu, Xuefeng Guo, Takhee Lee, Lichuan Chen,* and Dong Xiang*, Gating the Rectifying Direction of Tunneling Current through Single-Molecule Junctions, J. Am. Chem. Soc, 146, 35347 (2024).
9. Qihong Hu, Jieyi Zhang, Ramya Emusani, Junchao Yang, Xin Zuo, Yiran Wang, Yonggang Huang* and Dong Xiang*, Surface plasmon driven atomic migration mediated by molecular monolayer, PhotoniX, 6, 28 (2025).
10. Hefa Feng, Fenglu Hu, Xin Zuo, Haoyu Wang, Ramya Emusani, Guangwu Li, Weiwei Niu, Adila Adijiang, Wanghong Deng, Lichuan Chen,* Dong Xiang*, Catalysis of Radical Coupling Reaction via Synergistic Action of Oriented External Electric Field and Light Irradiation. Angew. Chem. Int. Ed., 64, e202514789 (2025).
11. Adila Adijiang, Yunlong Ge, Hefa Feng, Yan Yan, Xin Zuo, Haoyu Wang, Xueyan Zhao, Min Tan, Surong Zhang, Xiaona Xu, Lichuan Chen, Chuankui Wang, Zongliang Li,* and Dong Xiang*, Regulating enol–keto tautomerism at the singlemolecule level with a confined optical field, Chem. Sci., 16, 17850 (2025).
12. Min Tan, Xueyan Zhao, Zhibin Zhao, Adila Adijiang, Haibo Shu, Lichuan Chen,* Zhiqiang Fan,* Dong Xiang*, Electro-responsive Tri-state Switch in Supramolecular Circuits. Angew. Chem. Int. Ed., 64, e202511115 (2025).
13. Dalin Zhang, Yan Feng, Xiaona Xu, Keqiang Jia, Ramya Emusani, Zhao-yang Zhang, Jieyi Zhang, Xin Zuo, Zhibin Zhao, Tao Li*, Liang Ma*, Dong Xiang*, Reversing the conductance evolution of azobenzene derivatives in photoisomerization. Phys. Rev. Lett., 135, 218001 (2025).
14. Wenda Sun, Yiran Wang, Cong Geng, Huanxin Yang, Yue Li, Dong Xiang*, Libing Zhang, Mingjian Yuan*, Xiyan Li*, Tailoring Energy Level and Conductivity of Perovskite Nanocrystal to Promote Hole Injection for High Performance Red-Light Emitting Diodes, Laser & Photonics Reviews, 20, e02689 (2026).
15. Adila Adijiang, Xin Zuo, Fenglu Hu, Haoyu Wang, Yiran Wang, Hefa Feng, Zheng Li, Wanghong Deng, Lichuan Chen*, Dong Xiang*, Ionic Liquid Gating Enol-keto Tautomerism, J. Am. Chem. Soc., 148, 9829 (2026).
*More publications can be found at https://orcid.org/0000-0002-5632-6355
图5：被选为期刊封面的图片及著作封面图片
讲授课程：
《微纳光子学》，《科研方法论》，《大学物理》，《大学物理实验》
学术及社会兼职
[1] 德国Juelich地区第13届学生学者联合会主席（2009-2010）
[2] 中国光学工程学会会员，天津市光学学会理事（2014 -）
[3] 天津市微尺度光学信息技术重点实验室主任 (2019-)
[4] 第716 次香山科学会议秘书 (2022)
[5] 第329 期双清论坛秘书 (2023)
[6]《光电技术应用》编委 (2021-)
[7]《Materials》编委 (2022-)
[8]《eScience》编委 (2024-)
[9]《SmartMat》副主编 (2025-)
[10] 南开大学教代会代表（2025, 2026）
欢迎对原子制造、分子电子学、纳电子学、微纳光学及人工智能兴趣的同学加入课题组。欢迎具有物理、光电子、化学、计算机等相关专业背景的本科生、硕士生和博士生加入课题组。课题组提供有竞争力的助研补贴。具体招生信息请以南开大学当年招生政策为准，有意向的同学可通过学院主页公布的联系方式联系咨询 (xiangdongde@nankai.edu.cn)。
