主讲人：何军 教授（武汉大学）
题目：晶圆级二维半导体材料及后摩尔信息器件
时间：2025年7月18日（星期五）上午9:30
地点：格致楼3022
邀请人：兰伟
报告摘要：
集成电路材料与技术是国家重大战略发展方向。国际半导体器件与系统路线图指出，2030年后摩尔芯片将主要依托二维半导体材料体系，其晶圆级制备及异质集成是实现这一目标的关键。目前为止，具有本征层状和非层状结构的材料都可以制备出相应的二维形态。利用二维电子材料的量子特性开发新原理、新结构电子器件，探索与硅基器件的集成应用，已成为当前的研究热点。在本报告中，我将集中讨论以下几个方面：1、在材料方面，开创性地实现了MoS2、WSe2等多种关键二维半导体晶圆级单晶制备与精准掺杂，建立了新型二维范德华外延生长技术体系，并将其拓展到GaN、铅盐、室温磁性半导体、多铁等非范德华二维材料，获得超越硅基CMOS器件的载流子输运速度以及高性能宽谱探测[6,8]；2、在器件方面，创新地提出了范德华插层技术与原子级调控间隙设计，实现二维半导体间距精准调控与器件表界面缺陷态的有效抑制，揭示了二维半导体表界面接触与耦合的微观机制，发展了面向先进制程的器件构筑新方法，包括三维凸起接触、新型二维单晶栅介质开发等[2,4,5,7]；3、在集成方面，开发二维半导体大规模集成关键工艺，实现垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路及后摩尔三维集成芯片，表现出高的器件良率和性能，研制出新架构光电集成和“全在一”多功能异质集成器件，性能指标均为当时报道最高值[1,3,9]。
关键词：二维半导体晶圆；性能调控；范德华异质集成
参考文献
[1] Y. Xu, Y. Xiang, M. Shi, B. Zhai, W. Dai, T. Wang, X. Liu, Y. Yu* and J. He*, Physical Review Letters 2025, 134, 066904.
[2] L. Yin, R. Cheng, X. Wan, J. Ding, J. Jia, Y. Wen, X. Liu, Y. Guo* and J. He*, Nature Materials 2025, 24, 197–204.
[3] Y. Li*, Y. Xiong, X. Zhang, L. Yin, Y. Yu, H. Wang, L. Liao and J. He*, Nature Electronics 2025, 8, 36–45.
[4] W. Li, Q. Tao, Z. Li, G. Yang, Z. Lu, Y. Chen, Y. Wen, Y. Wang, L. Liao, Y. Liu* and J. He*, Nature Electronics 2024, 7, 131–137.
[5] C. Liu, X. Zou*, Y. Lv, X. Liu, C. Ma, K. Li, Y. Liu, Y. Chai, L. Liao* and J. He*, Nature Nanotechnology 2024, 19, 448–454.
[6] C. Chen, Y. Yin, R. Zhang, Q. Yuan, Y. Xu, Y. Zhang, J. Chen, Y. Zhang, C. Li, J. Wang, J. Li, L. Fei, Q. Yu, Z. Zhou, H. Zhang, R. Cheng, Z. Dong, X. Xu, A. Pan*, K. Zhang* and J. He*, Nature Materials 2023, 22, 717–724.
[7] P. Luo, C. Liu, J. Lin, X. Duan, W. Zhang, C. Ma, Y. Lv, X. Zou, Y. Liu, F. Schwierz, W. Qin*, L. Liao*, J. He* and X. Q. Liu*, Nature Electronics 2022, 5, 849.
[8] F. Wang* and J. He*, Science 2020, 370, 525–526.
[9] R. Cheng, F. Wang, L. Yin, Z. Wang, Y. Wen, T. Shifa and J. He*, Nature Electronics 2018, 1, 356–361.
个人简介：
何军，二级教授，国家杰出青年基金获得者、科技部国家重点研发计划首席科学家、中组部“万人计划”中青年科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才，享受国务院政府特殊津贴专家。中国材料研究学会二维材料分会理事长以及纳米材料与器件分会副理事长。兼任高教社&Springer合作期刊Frontiers of Physics主编以及Science Bulletin副主编、Elsevier旗下Mater. Today Chem.副主编等。
何军教授长期致力于新型低维半导体材料及其电子、光电子器件应用研究，提出并发展了通用的半导体材料范德华外延技术，实现了关键二维半导体材料的工业级晶圆制备；开发“后摩尔时代”新型信息器件及高能效芯片，包括非制冷红外焦平面阵列、太赫兹探测芯片、感算一体智能芯片等。已在Science、Nature子刊等国际期刊发表SCI论文200余篇，他引超20000次，授权专利30余项。获得教育部自然科学一等奖、北京市自然科学一等奖、湖北省自然科学奖一等奖、中国材料研究学会科学技术奖一等奖、中国发明协会发明创业奖创新奖一等奖，均为第一完成人。并获得国际材料研究学会联盟（IUMRS）-前沿科学家奖（FMSA）。主持承担国家重点研发计划、国家自然科学基金重大研究计划集成项目、重大研究计划重点支持项目、中国科学院战略性先导项目等20余项，同时承担了国家电网、高德红外等多个企业重点研发项目。
