湖南大学“岳麓材料青年学者论坛”第325期
题 目: 二维半导体-铁电范德华异质结构调控特性及存储应用
报告人：孙健 中南大学物理学院
地 点: 两山一湖中三栋205会议室
时 间: 2026年01月23日 14:30-16:00
主持人：彭威 教授
邀请人：材料科学与工程学院
报告人简介:孙健，中南大学物理学院教授，博士生导师，日本国立理化学研究所（RIKEN）访问科学家，IEEE高级会员，入选湖南省“百人计划”，湖湘高层次人才汇聚工程。2008年上海交通大学学士。2013年沙特阿卜杜拉国王科技大学电子工程博士。2013-2018在日本北陆先端科技大学，RIKEN从事研究工作。研究专注于新型电子信息材料与新原理器件的研究工作。主持承担了国家自然科学基金面上项目、青年项目，科技部重点研发计划青年科学家项目，湖南省湖湘汇聚工程项目等科研项目。在Nature Communications, Science Advances, Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Nano letters, ACS Nano等先进电子材料与器件领域期刊以通讯作者发表学术论文70余篇。担任国际电陶瓷大会（2023），IEEE Sensors（2015至今）, MicDAT（2018至今）等知名国际学术会议组委会及学术委员，担任J. Cent. South Univ.和Chip（Elsevier）青年编委。
报告摘要:铁电电子器件因能以极化状态存储信息，被视为新一代非易失存储技术的重要方向。然而，传统无机氧化物铁电材料与CMOS工艺兼容性差、界面缺陷多，制约了其性能提升与应用落地。我们提出利用二维材料的无悬挂键特性，通过范德华力实现铁电–二维半导体异质集成，从根本上缓解晶格失配与界面陷阱问题，为高性能铁电器件提供新路径。基于此，我们构筑了铁电氧化物单晶/二维半导体异质铁电晶体管，通过界面调控优化氧空位分布，实现优异的非易失存储性能。进一步地，利用多畴铁电在高速电场脉冲下的逐步极化翻转特性，实现栅极脉冲对电导态的连续控制，展现多态存储及存算一体潜力。此外，我们设计了截面小于1000 nm²的准零维铁电忆阻器，通过铁电极化与二维半导体耦合调控势垒，实现>10^4 A/cm²的高电流密度阻变特性。最后，我们展示了范德华铁电晶体管的机械调控特性，通过压印电场将二维铁电材料CuInP2S6的极化翻转阈值力降低至约600 nN，实现以铂探针为力栅的力控铁电晶体管，在毫秒级外力脉冲下呈现四个稳定电导态，实现两比特非易失存储。
