为呼应广大纳税人对公共财政支持的研发活动所取得研究成果的关切,推进项目研究成果的宣传与共享,本项目(国家杰出青年科学基金项目 61925403)根据研究情况提供项目成果展示。
湖南大学廖蕾教授团队简介
廖蕾教授,湖南大学半导体学院院长,一直从事半导体领域的创新研究与产业化开发工作。在Nature、Nature Electron.、Nature Commun.等学术期刊已发表SCI论文200多篇,他引超过15000次,H因子77,授权中国发明专利5项。近五年承担国家各类重大项目十余项,入选国家基金委杰出青年基金项目和“万人计划”青年拔尖人才,英国工程技术学会会士(IET Fellow)、多次入选科睿唯安“全球高被引科学家”,两次获得湖北省自然科学一等奖(排名第二)和一次获得教育部自然科学一等奖(排名第二),2021年获得湖南省青年科技奖。目前担任Journal of Physics D、Small和Nanotechnology等期刊的客座编辑、国际信息显示协会北京分会技术委员会委员、全国纳米技术标准化技术委员会委员和IEEE Senior Membership等学术兼职。
团队主要成员介绍:邹旭明,湖南大学物理与微电子科学学院教授,主要从事二维半导体、金属氧化物半导体光电子器件领域研究。在Nature Commun.、Adv.Mater.、ACS Nano、NanoLett.等学术期刊发表SCI论文30余篇,入选国家自然科学基金委优秀青年基金。
研究计划执行情况概述
(1)按计划执行情况。
项目提出基于二维半导体异质结构体系,研制高性能、低功耗光电晶体管,发展二维半导体CMOS集成技术,满足未来低功耗集成电路应用的需求。自项目启动以来,项目负责人紧密围绕项目研究目标,严格遵循既定的研究计划推进各项研究工作。在项目执行初期,团队基于多种新型二维半导体材料,通过范德华异质集成技术,实现了这些材料与其他功能材料的异质集成。在此基础上,团队进一步构筑了高性能的二维半导体器件,并对其电学、光学等性能进行了深入表征和分析。此外,团队还积极探索了二维半导体材料的物性调控方法,通过优化实验条件,团队成功提高了器件的性能指标,如降低了二维半导体晶体管的亚阈值摆幅、提高了饱和电流密度等。此外,团队还积极开展了与国际国内同行的交流与合作,参加了多次学术会议和研讨会。同时,团队还注重培养学生的科研能力和创新精神,为培养新一代半导体材料与器件领域的专业人才做出了积极贡献。
(2)研究目标完成情况。
项目围绕新型二维半导体材料的物性调控及其电子、光电器件展开系统研究,提出并发展了二维半导体界面调控及异质集成的新方法,揭示了其微观机制,在此基础上构筑了高性能电子、光电子器件,取得了系列原创性成果:
1)针对二维半导体器件界面缺陷导致的性能劣化和功能受限问题,合理设计了晶体管栅极结构,结合范德华集成工艺,构建了范德华栅极异质界面,增强了栅极控制能力,研制出大电流、亚阈值摆幅接近物理极限的二维晶体管及其逻辑器件;
2)针对二维半导体原子级厚度导致光吸收能力不足的问题,开发了二维半导体与多种功能材料间无损集成技术,在异质结构中获得光与物质强耦合效应,获得具备高灵敏度、高线性度、强稳定性、快速响应特征的光电探测器;
3)针对传统图像感知系统感存算分离架构导致的高能耗、高延迟问题,提出基于原子级二维半导体发展感存算融合架构减少冗余信息,实现了传感端权重存储与重构。
项目执行期间,作为通讯作者发表SCI论文28篇,包括Nature Nanotech.、Nature Electron.和Nature Commun.等学术期刊,团队成员获得教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)一等奖、湖南省自然科学奖一等奖、中科院上海分院第九届“杰出青年科技创新人才”奖励,以及青年长江学者、海外优青人才项目,依托湖南大学新建功率半导体与集成技术全国重点实验室、先进半导体技术与应用教育部工程研究中心、“111计划”创新引智基地;授权专利两项;省部级奖励三项。团队成员获得教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)一等奖、湖南省自然科学奖一等奖、中科院上海分院第九届“杰出青年科技创新人才”奖励,以及青年长江学者、海外优青人才项目,依托湖南大学新建功率半导体与集成技术全国重点实验室、先进半导体技术与应用教育部工程研究中心、“111计划”创新引智基地;授权专利两项;省部级奖励三项。
综上所述,项目负责人在项目执行期间严格按照计划开展研究工作,取得了多项重要研究成果,并成功完成了研究目标的阶段性任务。未来,研究团队将继续努力,争取在二维半导体器件构筑领域做出更大贡献。