教育及工作经历

1991年德国斯图加特大学获物理博士学位(导师：哈肯，Hermann Haken)。

2022---至今：深圳技术大学讲席教授，ok138cn太阳集团古天乐院长

2022—至今：清华大学兼职教授

2014—2022:   清华大学电子工程系教授

2018-2022：清华大学国际纳米光电子研究中心主任

2013.05—2013.09: 德国柏林工大访问教授

2013.10—2013.12: 清华大学高级访问学者

2006.11-2021.08: 美国亚利桑那州立大学电机系终身教授, 及物理系, 化学系, 材料科学和工程系兼职教授

2006.06—2006.09: 日本东京大学固体物理所 ISSP 访问教授

1997—2007: 美国航天航空总署 NASA AMES研究中心, 先后任资深科学家(Senior Scientist), 纳米光子学组组长(Group Leader), 纳米技术项目经理(Nanotechnology Task Manager, NASA Ames Research Center, CA)

1994—1997: 美国亚利桑那大学博士后 (1993-1994)和研究助理教授 (1995-1997)

1992—1993: 德国斯图加特大学研究科学家(Research Scientist)1986—1991: 德国斯图加特大学攻读博士并兼任哈肯教授科研助理

研究领域

 半导体光电子材料、物理、及器件

光电子集成基本问题研究，光电子芯片及其所需低能耗、小尺寸光电子器件

半导体纳米激光器 (金属腔激光器, 半导体和表面等离子激元纳米激光器)

合金半导体纳米线材料及器件，基于纳米线的新型太阳能电池，发光器件，和多色及白色单体半导体激光器

半导体中微观物理过程及多体效应，低维半导体的光电表征及物理性质

代表性文章

1. R.L. Zhang, L. Gan, D.Y. Zhang, H. Sun, Y.Z. Li, and C.Z. Ning, Extreme Thermal Insulation and Tradeoff of Thermal Transport Mechanisms Between Graphene and WS2 Monolayers, Adv. Mater., 2313753, 2024

2. Z Liang, J Wu, Y Cui, H Sun, CZ Ning, Self-optimized single-nanowire photoluminescence thermometry, Light: Science & Applications 12 (1), 36(2023)

3. L Gan, D Zhang, R Zhang, Q Zhang, H Sun, Y Li, CZ Ning, Large-Scale, High-Yield Laser Fabrication of Bright and Pure Single-Photon Emitters at Room Temperature in Hexagonal Boron Nitride, ACS nano 16 (9), 14254-14261(2022)

4. R Li, Z Song, H Zhu, F Zhang, L Chen, CZ Ning, S Ruan, Ultrasensitive Detection of Biomarkers in a Color‐Switchable Microcavity‐Reactor Laser, Advanced Science 9 (23), 2202326(2022)

5. Q Zhang, H Sun, J Tang, X Dai, Z Wang, CZ Ning, Prolonging valley polarization lifetime through gate-controlled exciton-to-trion conversion in monolayer molybdenum ditelluride, Nature Communications 13 (1), 4101(2022)

6. J Feng, Y Li, J Zhang, Y Tang, H Sun, L Gan, CZ Ning, Injection-free multiwavelength electroluminescence devices based on monolayer semiconductors driven by an alternating field， Science Advances 8 (5), eabl5134 （2022）

7. F. Fan, Z.C Liu, M.H. Sun, P. L. Nichols, S. Turkdog, an C. Z. Ning, Mid-Infrared Lasing in Lead Sulfide Subwavelength Wires on Silicon, Nano Letters,10, 470 (2019), doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b04215

8. Z. Wang, H. Sun, Q.Y. Zhang, J.B. Feng, J.X. Zhang, Y.Z. Li, C.Z. Ning, Excitonic Complexes and Optical Gain in Two-Dimensional Molybdenum Ditelluride Well below Mott Transition, Light Sci. & App., 9, 1(2020)

9. L N Quan, J. Kang, C.Z. Ning, P.D. Yang, Nanowires for Photonics, Chemical Reviews, 119, 9153(2019).

10. C. Z. Ning, Semiconductor nanolasers and size-energy efficiency challenge, Advanced Photonics, 1(1), 014002 (2019). 

11. C.Z. Ning, L.T. Dou, and P.D. Yang, Nanoscale Bandgap Engineering: Semiconductor Alloy Nanomaterials with Widely Tunable Compositions, Nature Review Materials，2, 17070 (2017)

12. H. Sun, L.J. Yin, Z.C. Liu, Y.Z. Zheng, F. Fan, S.L. Zhao, X. Feng, Y.Z. Li, and C. Z. Ning,Giant optical gain in a single-crystal erbium chloride silicate nanowire, Nature Photonics, 11, 589-593 (2017) ( DOI: 10.1038/NPHOTON.2017.115)

13. Y.Z. Li, J.X. Zhang, D.D. Huang, H. Sun, F. Fan, J. B. Feng, Z. Wang, and C. Z. Ning, Room-temperature Continuous-wave Lasing from Monolayer Molybdenum Ditelluride with a Silicon Nanobeam Cavity, Nature Nanotechnology, 12, 987–992 (2017) (DOI: 10.1038/NNANO.2017.128)

14. S. W. Eaton, A. Fu, A. B. Wong, C.Z. Ning, and P.D. Yang, Semiconductor Nanowire Lasers, Nature Reviews Materials,1,16028 (2016), doi:10.1038/natrevmats.2016.28

15. F. Fan, S. Turkdogan, Z. Liu, D. Shelhammer, C.Z. Ning, A Monolithic White Laser, Nature Nanotechnol., 10, 796 (2015) DOI: 10.1038/NNANO.2015.149

16. K. Ding, J. Diaz, D. Bimberg, and C.Z. Ning, Modulation bandwidth and energy efficiency of metallic cavity semiconductor nanolasers with inclusion of noise effects, Laser & Photon. Rev., 9, 488(2015), doi:10.1002/lpor.201500037

17. Z. C. Liu, L. J. Yin, H. Ning, Z. Y. Yang, L. M. Tong, and C. Z. Ning, Dynamical Color-Controllable Lasing with Extremely Wide Tuning Range from Red to Green in a Single Alloy Nanowire, Nano Lett., DOI:10.1021/nl4029686, 13, 4945–4950 (2013)

18. K. Ding and C. Z. Ning, Metallic subwavelength-cavity semiconductor nanolaser. (an invited review). Light: Sci. & Apps., 1(7),e20(2012); doi:10.1038/lsa.2012.20

19. C.Z. Ning, Semiconductor Nanolasers, (Invited Tutorial), Phys. Stat. Sol B247, 774-788 (2010), DOI 10.1002/pssb.200945436, Chinese translation appeared in Progress in Physics (物理学进展), 31, 145 (2011)

20. M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P.J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y.S. Oei, R. Nötzel1, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Lasing in metal-insulator-metal sub-wavelength plasmonic waveguides, Opt. Expr., 17, 11107 (2009)

21. Yuhei Hayamizu, Masahiro Yoshita, Yasushi Takahashi, Hidefumi Akiyama, C Z. Ning, Loren Pfeiffer, Ken West, Biexciton Gain and the Mott Transition in GaAs Quantum Wires, Phys Rev Lett. 99 (2007) 167403 17995291

22. J. Li and C.Z. Ning, Interplay of collective excitations in quantum well intersubband resonances, Phys. Rev. Lett., 91,097401(2003)

23. J. Li and C.Z. Ning, Induced transparency by intersubband plasmon coupling in a quantum well, Phys. Rev. Lett., 93,087402(2004)

24. C.Z. Ning, Two-photon lasers based on intersubband transitions in semiconductor nanostructures, Phys. Rev. Lett., 93, 187403 (2004)

25. G. Hu, Th. Ditzinger, C.Z. Ning, and H. Haken, Stochastic resonance without external signal, Phys. Rev. Lett., 71, 807 (1993).

26. C.Z. Ning and H. Haken, Geometrical phase and amplitude accumulations in dissipative systems with cyclic attractors, Phys. Rev. Lett., 68, 2109 (1992).

专利

1. Trumpet-Flared Monolithically Integrated Semiconductor Laser Amplifier, (US Patent, 6130903A, Oct 10, 2000)

2. Ultrafast laser beam switching and pulse train generation by using coupled vertical cavity surface emitting lasers (US 6865208B1, March 8, 2005)

3. Conversion of type of quantum well structure (US Patent 7,286,573 B1, Oct 23, 2007)

4. Multi-bandgap semiconductor structures and methods for using them, US patent 9267076B2, 2016)

5. Laterally Varying II-VI alloys and uses thereof, (US patent 9,589,793, 3/7/2017)

6. Ceramic Composite System and Method (US patent 10,023,795, 07/27/2018)

7. Nanostructured substrates for improved lift-off of III-V thin films (US patent 10403783, September 3, 2019)

8. Methods of providing semiconductors and semiconductor devices thereof, US patent pending, 2016

9. Monolithically-Integrated Laterally Arranged Multiple Bandgap Solar Cells, US patent pending

10. Temperature Measurement Method, Apparatus, Temperature Sensors, Inventors: Cun-Zheng      Ning, Zhang Liang, Jinhua Wu, Ying Cui, and Hao Sun, China Patent No: ZL 2021 1 1169897.7, 2022.07.01

11. Jiabing Feng, Yongzhuo Li, Cun-Zheng Ning, Apparatus for electrical luminescence of 2D materials, No 2021227345345, 2022-05-10

12. Jiabin Feng, Yongzhuo Li, and Cun-Zheng Ning, A double-heterostructure and high efficiency light emission device, No 202210992640X, 2022-08-18

13. Method of Preparation and Solar Cell apparatus based on homojunction InP nano-pillars arrays, No 202111294690.2, 2021-11-03 (China Patent)

获奖荣誉

· 1999年 获美国航天航空总署纳米技术和器件研究组奖(NASA Group Award)

· 1999年 获MRJ 研究表彰奖(MR JResearch Recognition Award)

· 2001年 获CSC 民用部总裁杰出技术奖 (Civil Group President’s Award of Technical Excellencee)

· 2003年 获CSC年度最高杰出技术奖(Technical Excellence Award)

· 2005和2007年 两次获得美国航天航空总署空间技术专利奖 (NASA Space Act Patent Award)

· 2007—2008, 2008—2009年 两次获得IEEE光子学会杰出讲师奖(IEEE/LEOS Distinguished Lecturer Award)

· 2015—2016 获美国光学学会会士国际旅行讲师奖(OSA Fellow International Traveling Lecturer)

· 美国光学学会会士 (Fellow, The Optical Society, 2013)

· 国际电气电工协会会士 (Fellow, IEEE，2013)

· 美国发明家科学院成员（2020入选）

· 国际电磁科学院 (Electromagnetic Academy) Fellow

· 《光科学和应用》杂志2014年优秀论文奖 ( Light: Science and Applications，由英国自然杂志和中科院合办, IF=14.6)

· 选入英国半导体科学和技术杂志(Semiconductor Science and Technology) 2013年度“论文集锦” (Highlights Collection of 2013，论文: F. Fan, Z. Liu, L. Yin, P. L. Nichols, H. Ning, S. Turkdogan and C. Z. Ning, Simultaneous two-color lasing in a single CdSSe heterostructure nanosheet, Semicond. Sci. Technol. 28 (2013) 065005)

· “白色激光”被美国著名科技杂志“Popular Science” “年度工程类十佳发明”奖 [Ten Greatest Tech of the Year in the Engineering Category in 2015]

·“白色激光”入选中国科技门户网“2015年激光领域十大技术进展” 和 “2015年度十大新型激光器”

·《科学中国人》2016电子工程类年度人物奖

·因纳米激光方面杰出及长期性贡献获德国洪堡基金会“研究奖”（Research Award）2020

主讲课程

半导体光电子物理及器件；纳米光电子；电磁学与电磁场；电子线路

主要成就

宁存政自1986年师从德国著名物理学家哈肯(Hermann Haken)教授以来，在激光物理和半导体器件等研究领域，特别是纳米光电材料及器件，纳米半导体激光方面，做出了系列重要的发现、发明、及开拓性贡献，是国际上公认的纳米半导体激光领域开拓者之一。他迄今已在国际学术杂志发表论文200多篇，Google Scholar 引用11600多次， H因子为56。在国际性学术会议及机构做邀请报告250次以上。他的许多篇文章发表在国际一流高影响因子杂志上，如：Nature Nanotechnology , Nature Photonics, Nature Review Materials，ACS Nano， Nano Letters, Phys.Rev.Lett., Proceed.Nat.Acad.Sci.(USA), J.Am.Chem.Soc., ACS Nano, Adv.Mater., Adv.Funt.Mater., Light Sci.&App., Adv. Photon., Laser and Photonics Review等。他的许多研究成果在很多国家(如美，法，德，俄，韩，印，澳等)媒体及科技新闻中多次报道，包括中国《科技日报》，美国国家公共电台(NPR-KJZZ)，福克斯电视网(FOX-10)，美国科学时报，中华网，MIT Technology Review, Laser Focus WorldPhotonics.com, Optics.org, SPIE.org, Phys.org, Compound Semiconductors, Semiconductor Today, Opto and Laser Europe, Science Oxford, Physics News, Materials Today，德国明镜周刊及光子学杂志等。国际顶级期刊如《科学》和《自然-光子学》等曾对宁存政进行专访并报道。《科学》杂志在纪念激光五十周年的“新闻聚焦”专栏报道了宁存政等的第一个亚波长激光的研究工作。他的主要研究成果简介如下：

1) 半导体纳米激光器的系列开创性工作

半导体光电器件的微型化一直是半导体光电领域的重要研究主题之一。而已有的各种微腔激光器在进一步微型化时遇到了根本性挑战，远远无法满足未来光电集成芯片的要求。宁存政是国际上最早开始纳米激光器的研究者和此领域的开拓者之一。他从2003年开始研究纳米激光，他2007年首次提出用金属-半导体核壳结构作为激光小型化的方案，利用金属中的等离子激元和光波的耦合来将光模限制在远远小于波长尺度，从而根本突破衍射极限，为激光器尺寸的最终小型化另辟新路。这一方案目前被国际上很多研究组所采纳。2009年世界上几乎同时有三个团队发表了等离子激元激光器的首次实验验证：宁存政和Hill合作团队，伯克利张翔团队，和Norfolk州立大学的Noginov和普渡的Shalaev合作团队，这三组实验证明了激光器的尺寸可以远小于激光波长，这是世界上第一个尺度小于衍射极限的电注入激光器。而Ning-Hill团队的等离子激元激光是唯一电注入的器件。MIT Technology Review称为第一个突破光波长对激光尺寸限制的限制 (“Ning and Hill's nanolaser was the first to overcome the wavelength constraints on the size of lasers”)。后经过几年努力，他的研究组终于在2013年首次在世界上实现了电注入、室温下连续模运转的亚波长金属腔激光器。这种激光器是未来芯片上光电集成光源的有力竞争者。这一系列结果得到了世界上几十多家媒体的采访报道，如Science在纪念激光50周年时，专门采访报道了他们的纳米激光。

2) 世界上第一个白光激光器的实现

宁存政研究组2015年在国际上首次实现了单体半导体结构上的白光激光运转。这一结果在《自然-纳米技术》上发表后，很快引起轰动，先后有十几个国家超过50多家媒体，科技杂志，和科技网都对此工作大量报道，包括美国几家电台和电视台等对此进行了报道。2015年底，美国著名科技杂志《Popular Science》将“白光激光”的发明评为该年度工程类的十大发明之一（“The Greatest Tech of the Year”），中国激光网将白光激光选为2015年十大新型激光器，及激光领域的十大技术进展。这一发明，是基于三原色合成白色的原理，首次在单一纳米半导体薄膜上一次生长出支持三原色同时激光运转的异质结构，从而同时发出任何颜色的激光和白光。这种新型激光预期在新型高效固体照明、未来激光显示、可见光通信、和多色荧光探测等方面有巨大的应用前景。这一成果的另一重要意义在于，首次在单个器件上同时实现传统观念上看来自相矛盾的两个方面：单色性和白光。

3) 第一个纳米线红外激光器

自从2001年首次实验验证以来，纳米线激光器在过去15年来一直是一个很活跃的领域，是未来纳米光电系统的主要构件。但长期以来，纳米线激光的研究仅限于紫外和可见光波段，而对很多应用非常重要的红外波段的纳米线激光，很长时间都是空白。宁存政研究组于2006年在世界上首次实现单根纳米线在红外波段（1.5-1.6微米）的激光运转，这一工作直到最近还是纳米线激光的最长波长，后来他们又实现了基于单根硫化铅纳米线的中红外激光（波长在3-4微米），将纳米线激光波长扩展到中红外。

4) 大范围组分和带隙可调的半导体纳米材料及器件应用

带隙宽度是半导体材料最重要的物理参数之一，对几乎所有半导体光电子的应用均至关重要。而传统的外延生长半导体薄膜受制于晶格常数匹配的要求，能够生长的合金组分和相应的半导体带隙范围非常有限，使得许多应用受到极大限制。纳米材料能更大程度上容忍晶格常数失配。宁存政研究组10多年来对这一纳米尺度上的优势，进行了系统的探索性研究，取得了一系列重要结果，对纳米合金材料的生长及其在光电器件上的独特应用都有重大的影响：

• 发明双梯度化学气相沉积法：在摸索纳米材料生长的过程中，宁存政研究组将温度梯度法和杨培东组里发展的组分梯度法结合优化而发展出了双梯度生长法，这个方法能够满足不同合金组分对最佳生长温度的要求，对在单一基底上生长合金半导体非常有效，从而生长出很多种性能优异、组分可调的单晶半导体合金纳米结构。

• 首次实现四元合金纳米线：长期以来，半导体纳米材料的研究都限于三元合金，可实现的能隙范围受到很大限制，宁存政研究组在2009年，首次成功生长成四元合金纳米线；并于2010年通过合金组分的调控，第一次在单一基底上实现了从红到蓝的全部可见光的荧光发射。这一实现对半导体发光，固体照明，以及新型高效太阳能等研究都有极大意义。

• 首次实现单一基底上连续可调的激光：单一基底上多波长或连续可调的激光一直是半导体激光的难点之一，在很多领域都有广泛应用，宁存政研究组于2009年成功实现波长在500-700纳米间连续可调的激光运转。这一调谐范围，目前仍是单一器件或基底上调谐范围的世界纪录。

5) 第一个室温运转的二维材料激光器（2017）

硅基发光材料一直是硅基光电子的核心难题。近年来新型二维材料为此硅基集成提供了新的思路；宁存政研究组2017年首次实现了基于硅基的二维材料的激光的室温运转（Y.Z. Li, J.X. Zhang, D.D. Huang, H. Sun, F. Fan, J. B. Feng, Z. Wang, and C. Z. Ning, Room-temperature Continuous-wave Lasing from Monolayer Molybdenum Ditelluride with a Silicon Nanobeam Cavity, Nature Nanotechnology, 12, 987–992 (2017) (DOI: 10.1038/NNANO.2017.128)。为未来硅基低功耗片上光源提供新的思路和可能的解决办法。

6) 新型铒化合物纳米线的发现及高增益的实验验证

各种含铒材料的研究一直是光子学及光通讯领域的重要材料。宁存政研究组在2011年发现了一种新的铒单晶化合物，即铒氯硅酸盐纳米线，它比一般掺铒材料的铒浓度高两个多量级，且是具有高结晶质量的单晶材料。他们最近实验证实了这种材料具有极高的光学增益，比目前世界上报道的所有含铒材料的增益高出至少一个量级。这种铒纳米材料在用于芯片上集成光子系统以及通信波段量子信息中的放大器和光源方面有重要应用。

7) 发现无外加信号系统的自随机共振或相干共振

1993年与胡岗合作，发现了一种无外界信号情况下的本征随及共振（也称为相干共振）现象，这一现象后来在很多非线性系统，包括电子，激光，生物，化学等系统得到实验验证，成为一种非线性噪音系统的普适特征，对很多领域都有重大影响。他们的这一发表在物理评论快报上的文章目前已被各个领域的几十种杂志引用了970多次。

9) 非线性耗散系统中的几何位相的发现

在博士期间，他发现了一种激光脉冲时的位相特性与很著名的Berry位相相似，最后终于证明了二者等价性，从而首次实现了非线性非厄密系统的几何位相。类似结果后来被加州伯克利的另外一个物理学家Landsberg独立发现，这个位相现在被称为非线性系统几何位相的Landsberg-Ning-Haken表述。