学术讲座（2024年6月20日15:00）：范德华异质结的精准物态调控与器件应用研究

报告人: 程斌 教授（南京理工大学物理学院）

题目: 广东省磁电物性分析与器件重点实验室 学术讲座（第三十四期）：范德华异质结的精准物态调控与器件应用研究

地点: 南校园550栋二楼学术报告厅

时间: 2024年6月20日（星期四）下午15:00

主 持 人：罗鑫教授

报告摘要：由二维量子材料构筑的范德华异质结展现出丰富的界面衍生量子态，并具有出色的物态调控能力，不但为探索新奇量子物态和物态演化规律提供强大的可调平台，也为开发新原理电子器件功能提供丰富的材料库。我们首先精准构筑转角双层-双层石墨烯体系中，并观测到广义同位旋维格纳晶格态，并且通过调控垂直电场实现该电子晶体的量子融化过程，首次观测到量子双步临界行为。在施加水平磁场后，实现了量子临界行为的连续演化，并在高磁场下首次观测到量子赝临界行为。我们的结果展示了石墨烯莫尔异质结在可调量子临界行为固态量子模拟上的巨大潜力。接着我们在魔角石墨烯/氮化硼做构成的莫尔体系中观测到非常规电子型铁电，其铁电的极化强度具有准连续性，可逼近单电子极限，并且可以通过控制栅压脉冲大小实现上千个铁电极化态的精准开关，有望满足高精度神经形态计算中对可精准调控多态的需求。同时，电子型铁电可以使得铁电与其他量子物态例如陈绝缘态共存，使得我们实现陈绝缘态的非易失确定性电控翻转。基于此，我们提出了基于石墨烯铁电的新原理信息器件设计方案，为噪声免疫神经形态计算、同质架构水库计算等提供全新技术路线。最后，我简要介绍一下我们在磁性范德华异质结体系中的新奇电荷-自旋转换机制，并基于此实现了低功耗的电流诱导垂直磁矩翻转，并进一步通过磁翻转调控磁近邻诱导效应，实现了超导二极管效应的非易失电控，展示了具有异或功能的量子神经元晶体管器件。

报告简介：程斌教授，本科与硕士均毕业于南京大学物理系，博士毕业于美国加利福尼亚大学河滨分校，之后先后在沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学和南京大学物理学院任职，现为南京理工大学物理学院紫金特聘教授。获国家基金委优秀青年项目资助。长期从事低维材料的物性调控与新原理器件研究，具体包括石墨烯莫尔超晶格体系的强关联效应、二维铁磁体系的多场调控及自旋轨道转矩器件等，以第一作者或通讯作者发表论文Nature、Nature/Science子刊、Physical Review Letters、Advanced Materials等。