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[材料资讯] 陈峰教授团队实现离子束直写的二维集成元器件

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发表于 2021-8-26 09:30:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
近日,山东大学物理学院陈峰教授团队在离子束材料改性与制备领域的研究中取得新进展,实现了离子束直接写入的二维集成二极管等元器件,相关工作以“Direct-Writing of 2D Diodes by Focused Ion Beams”为题发表在权威期刊Advanced Functional Materials(影响因子为16.836)上,并被选为期刊内封面(Inside Front Cover)。论文的第一作者为物理学院2019级博士研究生刘燕然,通讯作者为谭杨、陈峰教授,山东大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位。

二维材料

二维材料
        二维材料近些年得到了科学界和工业界的广泛关注,被认为是有可能成为新一代半导体集成电路的重要基础材料之一。然而,目前已报道的二维材料半导体器件制备工艺复杂,尚无法实现完全的自动化生产。在本工作中,陈峰、谭杨团队在聚焦离子束二维材料改性的研究基础上,提出了一种利用聚焦离子束直写制备二维材料二极管的新方法,并利用其实现了在整流电路、高频滤波电路和逻辑门等电路中的实际应用。该工作使用聚焦离子束在二硒化钼/石墨烯(MoSe2/graphene)异质结源极和漏极之间的部分区域进行离子辐照,Ga+离子轰击使在异质结上层的硒原子被溅射而形成缺陷,造成辐照区域表面功函数的降低并使其变为准金属态。由于辐照区和非辐照区之间功函数的差异和能级结构的变化,其交界处形成类似于石墨烯-金属接触的类肖特基势垒,从而对源极和漏极之间的电荷传输起到了整流作用。利用该方法制备的二维材料横向二极管,其整流比可以达到~104,其反向恢复时间仅为0.29微秒,相关性能与部分商用硅基二极管相当。该方法简单、直接,成本低廉,且由于聚焦离子束技术高度成熟,因而可以实现二维材料器件的自动化生产,为未来二维材料集成电路的应用提供了一种有意义的解决方案。
        该工作得到了国家自然科学基金重点项目、山东省泰山学者攀登计划、晶体材料国家重点实验室等的大力支持。
        论文链接:Direct-Writing of 2D Diodes by Focused Ion Beams


        文章来源:山东大学
       陈峰,理学博士,教授(二级)、特聘教授、博士生导师。现任山东大学物理学院院长,晶体材料国家重点实验室副主任。国家杰出青年科学基金获得者(2009),入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”(2008),享受政府特殊津贴专家(2010),入选国家百千万人才工程(有突出贡献中青年专家,2019),英国物理学会(IOP)会士,美国光学学会(OSA)高级会员,国际光学工程学会(SPIE)高级会员,德国洪堡学者。目前担任中国物理学会理事、山东物理学会理事长、山东省光学工程学会副理事长,Chin. Opt. Lett. 副主编(Deputy Editor),Opt. Engineering副编辑(Associate Editor)、Sci. Rep.编委、《物理》编委。研究方向为光学晶体波导、离子束材料改性、飞秒激光微加工、波导激光、微纳光子学结构等。先后主持国家、省部级科研项目近20项。作为第一完成人获高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学)二等奖1项,山东省自然科学二等奖1项。发表SCI收录论文300余篇,先后有7篇论文获选为ESI高被引论文,有10篇论文被期刊遴选为封面或者卷首页,有5篇论文被期刊评为研究亮点或通讯报道,一篇论文被选为2014年度中国百篇最具影响国际学术论文,并连续入选2014-2019年度中国高被引学者榜单(物理学和天文学)。撰写学术专著一部,由Springer-Nature出版集团出版。在国际学术会议上做主旨报告、邀请报告60余次,在近十个国际、国内的系列学术会议(如CLEO、CLEO-Europe、CIOP等)上担任组织者(各种委员会委员、分会主席等),担任50余种SCI期刊的审稿工作,以及SNSF、ANR、ARC等多个国外科学研究基金会的项目评审工作。曾获“大众报业杯”山东高校十大优秀教师、山东省优秀青年知识分子标兵、山东省优秀研究生指导教师、山东大学优秀教师、山东大学优秀研究生指导教师、山东大学研究生“我心目中的好导师”等荣誉称号。指导的研究生学位论文中,有2篇获得全国光学博士学位论文优秀提名论文,6篇获得山东省优秀博士学位论文,6篇获得山东大学优秀博士学位论文;指导的学生2人获得中国光学学会“王大珩”学生光学奖。

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