LDMAS2021低维材料测试与表征分论坛成功举办

近日，2021年第四届低维材料应用与标准研讨会（简称：LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。会议吸引了低维材料与器件相关领域的400余名专家学者与企业代表出席，云端参会人数超过1万人。

会议同期举办5个不同主题的分会场，仪器信息网编辑对“第3分论坛：低维材料测试与表征”进行了跟踪报道。该会场共安排了8个特邀报告和6个青年报告，相继由北京大学特聘研究员张青、华东师范大学通信与电子工程学院副院长吴幸、国防科技大学研究员江天主持；内容精彩纷呈，得到与会观众的高度关注。

报告题目：《单根碳纳米管纳米光谱学表征技术》

北京大学 刘灿（代讲）

当前，随着芯片集成度的不断提高，摩尔定律难以持续，硅基器件的运行速度和性 能难有突破性进展，开发全新的量子材料体系以实现变革性的新型器件已成为当前科技激烈竞争的焦点。 其中，碳纳米管具有优异的结构稳定性、极高的电子迁移率、1 nm量级的特征尺寸，被证明为是替代硅的核心备选电子材料之一。由于碳纳米管种类繁多且性质高度依赖于其手性结构，快速、精确表征碳纳米管的结构与性质成为其器件规模化的重要前提。报告主要介绍了刘开辉教授团队在单个碳纳米管水平的纳米光谱学表征系统搭建以及碳纳米管手性结构与光学性质的直接对应关系等方面的系列研究进展。

报告题目：《器件可靠性的原位透射电子显微学研究》

华东师范大学通信与电子工程学院副院长 吴幸

低功耗非易失性存储器是信息存储领域的重要组成部分，其工作可靠性问题是目前研究 的热点之一。随着“后摩尔时代”的到来，技术节点向亚5纳米逐步迫近，器件的特征尺寸已经触及到物理规律的极限。传统的电学表征工具不能满足原子尺度下的高精度研究，需要采用表征器件微观结构与成分动态变化的有效工具和技术。透射电子显微镜（TEM）具备更高的空间、能量、时间分辨率，并且能够实现多场耦合，与不同的原位样品杆结合（如热、电、机械、光学和磁场），能够进一步实时观察非易失性存储器在不同外场环境下的读写行为和结构动态演变过程。报告重点介绍了原位TEM应用于多种非易失性存储器的存储机制与封装可靠性的最新研究进展，并展望其未来的研究设计与发展方向。

报告题目：《低维半导体器件中的光与物质相互作用》

国防科技大学研究员 江天

低维半导体及其异质结构的兴起为新型高性能可见、红外、太赫兹光电子器件的发展带来了巨大的契机，展示出了颠覆性的应用潜能。近些年，江天研究员团队从探索低维半导体器件中光与物质相互作用的新机理角度出发，利用时间分辨的显微吸收光谱和太赫兹光谱探测技术，研究了几类典型高效低维异质器件中超快光耦合及其随后的光生载流子的动力学过程，取得了一系列进展，为实现拓扑材料自旋太赫兹发射提供了新的可能，为实现高效率的光伏器件提供了理论基础，为实现高灵敏的光电探测器件提供了新的设计途径。

报告题目：《弯曲石墨烯超晶格中平带和相关态的证据》

中国科学院大学副教授 姜宇航

二维（2D）原子晶体可以根据外部影响（如衬底取向或应变）从根本上改变其性质，从而在电子结构方面产生本质上新的材料。一个显著的例子是在双层石墨烯中为两层取向之间的某些“神奇”扭曲角创造了平带。报告讨论了一种不涉及微调的创建平坦频带的替代方法。利用扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）以及数值模拟，证明了放置在不同衬底上的石墨烯单分子膜可以被迫经历屈曲转变，从而产生周期性调制的伪磁场，这又创造了一种具有扁平电子带的后石墨烯材料。通过静电掺杂将费米能级带入这些平带中，可观察到态密度(DOS)中出现一种伪类似耗尽的现象，这标志着相关态的出现。所描述的二维晶体屈曲方法为创建其他超晶格系统，特别是探索具有平带特征的相互作用现象提供了一种策略。

报告题目：《新型二维材料 PdSe2 的光学特性及其应用》

中南大学特聘教授 刘艳平

迄今问世的绝大多数二维晶体是六边形晶格，例如石墨烯、过渡金属二硫族化合物和黑磷。根据此前的理论预测，存在一系列由五角形晶格构成的二维晶体材料。二硒化钯(PdSe2)具有很强的层间耦合和褶皱的五边形结构，这种独特的结构导致其具有非同寻常的层相关电子结构以及高度各向异性的面内光学和电子特性。刘艳平教授团队通过偏振分辨吸收光谱法在这种材料中首次实现了线性二色性转换行为，并探讨了这种新型二维材料在光电探测器中的应用。

报告题目：《一维半导体纳米线激子极化激元物性研究》

北京大学特聘研究员 张青

半导体微腔激子极化激元作为激子与光子强相互作用下杂化形成的准粒子，既具有激子部分的非线性效应，同时又保留了光子部分的大多数特性，在低阈值光源、光逻辑器件和新兴量子应用等方面极富潜力。卤化物钙钛矿半导体兼具无机和有机半导体的特性，其较大的激子结合能、高光吸收系数、可见光区域波长可调、长载流子传输距离、高缺陷容忍度、兼容低温液相制备工艺等优点，使其成为近年来新兴的室温激子极化激元基础与应用研究理想材料。报告介绍了张青团队在钙钛矿微腔中激子极化激元性质及其在低阈值激光应用方面的研究进展。

报告题目：《低维材料缺陷光物理与太赫兹应用》

东南大学教授 吕俊鹏（代讲）

低维材料中的光致载流子动力学是一个超快时间尺度上发生的复杂过程，其中载流子的产生、分离、束缚、输运、弛豫以及复合等过程会直接影响器件的光电转换效率和响应速度。而在低维材料中存在着大量缺陷，这些缺陷作为束缚和复合中心会影响光致载流子的寿命和复合效率，作为散射中心则会大大影响载流子的迁移率。南京师范大学刘宏微教授利用激光光谱技术分析低维材料中缺陷态对载流子动力学的影响，并且通过激光辐照等方式对缺陷态进行有目的的调控；并基于对低维材料的太赫兹频段的性质表征，设计了功能化微纳结构，制备了光场调制器，实现了对太赫兹光场的深度调控。

报告题目：《原子层 NbSe2的电荷密度波阵列及自旋极化特征》

北京理工大学副教授 刘立巍

基于电荷密度波、量子自旋液体、莫特绝缘相等新奇效应构建的纳米器件（例如离子场效应晶体管、电压振荡器、超快开关或存储器）在下一代纳电子学中具有广阔的应用潜力。刘立巍教授团队通过分子束外延技术构筑出高质量的单层1T-NbSe2纳米岛，并测量和分析其莫特绝缘相、电荷密度波和自旋极化的关联效应，其研究发现为研究二维面内自旋序，量子自旋液体等新奇量子材料的效应提供了崭新的平台。

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