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物理学院“博约学术论坛”系列报告(第139期)

发布日期:2018年01月30日

题目:二维材料的电子输运与器件物理研究
报告人:缪峰 教授(南京大学物理学院,固体微结构国家重点实验室)
时 间:2018年2月2日(星期五)上午9:30
地 点:中教楼610会议室
报告摘要: 二维材料体系有可能成为后摩尔时代重要的基础电子材料,二维材料研究的核心内容包括对其电子性质的量子调控和电子器件的应用基础研究。过去几年间,我们围绕二维材料中的新型半金属和半导体材料的电子输运与器件物理方向系统深入地开展了多项工作。
在新型半金属方向,我们研究了第一个被预言的第二类外尔半金属材料二碲化钨(WTe2),在高质量的薄膜样品中观测到各向异性的手征输运特性,并首次实现了费米能在外尔点附近的原位调控,为验证WTe2为第二类外尔半金属提供了有力的电子输运实验验证。该工作不仅在凝聚态物理中为原位研究第二类外尔费米子提供了可通用的实验手段,也为拓扑及手征电子的应用研究提供了实验基础[1]。
在新型半导体方向,我们系统研究了材料晶格对称性对其基本物性和器件性能的影响,包括两种低晶格对称性的代表材料二硫化铼(ReS2)和黑砷磷。我们研究了单层及薄层ReS2的场效应电子输运性质,观察到其机械性能及电子输运性质的各向异性,得到了二维材料中最高的迁移率各向异性比值;并进一步利用晶格方向作为新的器件设计参数,成功制备出高性能逻辑反向器[2]。黑砷磷是一类刚刚兴起的新型窄带隙二维材料,我们发现沿着相互垂直的两个晶向,其电子输运和光电性质都显示了很强的各向异性;基于带隙被调至~0.15 eV的b-As0.83P0.17样品,我们制备了光电响应波段长达8.3 μm的红外探测器件,并对其工作机制做了系统的研究[3]。 最后,由于不同种类的二维材料可以进行可控转移和堆垛,实现具有原子级平整界面的异质结构,我们还设计和制备了多种高质量的二维异质结构,围绕其电子输运的基本性质,探索了这些结构在光电探测、信息存储、传感等方向的器件应用[3-6]。

参考文献
[1] Wang, et al., Nat. Comm. 7, 13142 (2016).
[2] Liu, et al., Nat. Comm. 6, 6991 (2015).
[3] Long, et al., Science Adv. 3, e1700589 (2017).
[4] Long, et al., Nano Lett. 16, 2254 (2016); Zeng, et al., Nano Lett. (in press) (2018); Liu, et al., Adv. Func. Mater. 26, 1938 (2016).
[5] M. Wang, et al., Nat. Electronics (in press) (2018).
[6] Xu, et al., Nat. Comm. 6, 8119 (2015).

简历
缪峰, 南京大学物理学院教授、博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,科技部国家重大科学研究计划青年项目首席科学家,国家青年千人计划入选者。2004年本科毕业于南京大学物理系,2009年获美国加州大学河滨分校物理学博士学位,同年获得最佳博士毕业生奖和国家优秀自费留学生奖,2009-2012年在美国惠普实验室(硅谷总部)任助理研究员,2012年入选国家青年千人计划后全职回南京大学工作。主要从事二维材料(包括新型半金属和半导体材料)的电子输运研究,以及它们在信息器件领域(包括场效应晶体管、逻辑及存储器件、光电探测器件)的应用基础研究,取得了一系列创新成果。作为第一作者或通讯作者在Science、Nature子刊、Science子刊、Phys. Rev. Lett.等国际权威学术期刊上发表论文,共发表SCI论文60余篇,总引用11000余次;已获授权美国专利8项和中国专利3项。目前担任Scientific Reports和npj 2D Materials and Applications的编委和Nature Nanotechnology、Nature Electronics、Nature Communications等学术期刊的特约审稿人。

联系方式:物理学院办公室 (68913163)
邀请人: 姚裕贵  教授
网    址:http://physics.bit.edu.cn/