拟议的会议主题• 2D 量子材料及其块体对应物的合成• 具有新兴电子、光子和磁性的新型 2D 异质结构• 电子、光电子和自旋电子 2D 器件• 2D 材料的结构表征• 2D 材料和异质结构中的准粒子(例如,声子、磁振子、激子)• 2D 材料和器件特性的理论模拟• 2D 材料中的量子缺陷• 通过 2D 器件进行神经形态计算• 2D 半导体、2D 磁体、2D 铁电体和 2D 半金属。
专业领域是超高真空和压力设备和装置、纳米结构铁电体、纳米电子学、拉曼光谱、超晶格、自旋电子学、弛豫器、多铁性材料、高 k 电介质、高能量密度电容器的制造和特性研究、非易失性随机存取存储器元件和设备的开发、磁场传感器、高功率传输系统、绿色能源光伏设备、压电传感器、光学活性铁电弛豫器和血压相关传感器和设备的制造和特性研究。
在涉及铁电氧化物的外延异质结构中,应变与电极化之间存在强耦合,机械和静电边界条件的组合为设计具有极大增强或全新功能的新型人工层状材料提供了巨大的机会。仅应变工程就可用于显著提高铁电体的转变温度,控制铁弹畴的类型和排列,甚至稳定名义上非铁电材料的铁电性。[1–3] 同时控制静电边界条件可以进一步创建具有多种形态、复杂有序、非平凡极性拓扑和增强磁化率的纳米级畴模式。[4–13]
铁电体是一类具有电、机械和热特性之间各种相互作用的材料,这些特性使其具有丰富的功能。为了实现集成系统,必须将这些功能集成到半导体工艺中。为此,众所周知的铁电材料(例如钙钛矿类)的复杂性导致了严重的问题,限制了其在集成系统中的应用。在过去十年中,在氧化铪基材料中发现铁电性引起了人们对该领域的兴趣。最近,氮化铝钪中也验证了铁电性,这扩展了未来在集成电子学中看到丰富铁电功能的潜力。本文讨论了这两种材料系统在各种应用中的前景。
• 检查异质电催化剂中的带电界面以实现绿色能源生产。 • 为下一代高性能多层陶瓷电容器(MLCC)合理设计新型多组分高熵(无铅)氧化物铁电体。 • 针对人工联觉(传感)装置,对低维光活性极性纳米材料进行原子级精确设计。 • 对天然存在的层状矿物材料进行功能化,以用于模拟神经形态的准可逆能量产生系统。这些研究课题目前正在与韩国国家研究基金会(NRF)和国内领先公司(三星电子等)合作。最新论文
与《CHIPS和科学法案》相关的研究。最重要的是,Daniel Gall教授领导了未来半导体芯片互连领域的许多重大新研究项目。此外,我们的几位教师从IBM获得了与CHIPS相关的资金。石建教授再次成为铁电体和自旋输运领域的新星,他涉足量子材料领域,并在芝加哥大学进行了为期一年的研究,研究得到了著名的西蒙斯基金会的Pivot奖学金的支持。魏宝教授刚刚开始在RPI的第二年,但已经展现出伟大的迹象;他在光子学方面的前沿研究使他发表了一篇《自然纳米技术》论文,海军研究办公室授予他青年研究员奖以及DURIP设备补助金。
铁电体 (FE) 具有自发和可切换的电极化,不仅在基础科学领域,而且在器件应用领域都具有重要意义。传统的铁电性,例如钙钛矿氧化物 BaTiO 3 中的铁电性,归因于 Ti d 0 和氧 p 态之间的 pd 杂化,其中长程库仑力优于短程排斥力 [1]。结果,BaTiO 3 中 Ti 偏心位移被诱导,从而破坏了中心对称性。在钙钛矿超晶格如ABO3/A'BO3和层状钙钛矿(ABO3)2(AO)[2-4]中发现的“混合不当”铁电性具有不同的起源,它源于A位上的极性模式与BO6八面体的两个非极性倾斜模式之间的三线性耦合。该机制更多地依赖于晶格的几何形状(即不同层上A阳离子的反极性位移之间的非完全补偿),而不是像传统FE那样依赖于静电力[5,6]。已经提出了不同的方法来操纵铁电性。施加在薄膜上的应变可以影响BaTiO3的电极化,也可以使量子顺电的SrTiO3变为铁电体,甚至提高其转变温度[7,8]。电荷掺杂已被证明是调节铁电性和创造新相的另一种有效方式。在传统铁电材料如 LiNbO 3 和 BaTiO 3 中,可以通过增加掺杂载流子的数量来抑制铁电位移 [9–12]。而在层状钙钛矿的三线性 Ruddlesden-Popper 相中,最近的一项研究表明,在 A 3 Sn 2 O 7 中静电掺杂会导致八面体旋转增加 [13],从而增强极化。由于载流子可以屏蔽长程相互作用并倾向于保持中心对称性,因此铁电性与金属性共存是违反直觉的。这种不寻常的共存直到 2013 年才被发现,当时 LiOsO 3 被认定为第一个“极性金属” [14] − 比它的理论预测晚了六十年 [15]。最近的研究表明,二维拓扑半金属WTe 2 也表现出可切换的极化[16]。
STO 在室温下是一种具有钙钛矿立方体结构的能带绝缘体。在 ≈ 105 K 时,氧八面体围绕其一个主轴发生反铁畸变旋转。[19] 原始的 STO 是一种量子顺电体。[20] 然而,在掺杂少量 Ca 或用 O 18 取代 O 16 后,铁电转变会恢复,其铁电居里温度取决于 Ca [21] 或 O 18 的浓度。[22,23] 产生氧空位,或用 La 取代 Sr 或用 Nb 取代 Ti,可以将 STO 变成导体,甚至是超导体,其转变温度非单调地取决于掺杂。已经证明,超导性可以存在于掺杂的 STO 的类铁电体中,甚至可以通过引入铁电性来增强。[24–30]
先进材料的物理化学和热性能 光谱方法的热物理方面(成分、介电、声学、机械)。 功能电陶瓷材料:电介质、弛豫体、铁电体和多铁性材料。 四方钨青铜 (TTB) 和钙钛矿相关陶瓷的结构特性。 材料中的动态过程:模拟电介质偶极子的热诱导弛豫。 基本动力学和非均相过程动力学:等转化、高级线性增量程序、用于区分动力学模型的复杂动力学方法、主图。 复杂无机前体和有机(液晶、染料)化合物的热稳定性。 表面科学:薄膜和多孔材料。 用于获得软材料薄膜的激光辅助技术及其在生命科学中的应用。 科学贡献