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微纳系统研究中心2021年11月1日学术报告

日期:2021年11月01日

2021111日,微纳系统研究中心每周学术报告在信息与计算机学院南楼411室会议室举行,本次报告的汇报人为季超博士和柴晓杰老师。

首先,由季超博士进行了题目为纸基半导体汗液传感器的制备与检测方法的汇报。季超博士首先介绍了汗液易获取、适合无创检测的优点,而无机半导体材料因其光、电性能、生物相容性良好,且其纳米结构带来的高表面能、大比表面积等性质,可提高生物识别分子的负载量,用于汗液检测。为了便于监测,汗液检测装置朝着柔性贴片的方向发展,而纸由于其吸附性能好适合做柔性贴片基底。由于纸基的材料特性,基于无机半导体的制备方法便面临着一些挑战,如高温退火、溶液法等不适于纸基。使用3D打印的方法,可以避免这些问题且能实现纸基半导体汗液传感器的一致性与图形化制备。随后,在座师生围绕基于3D打印的纸基无机半导体汗液传感器的制备与检测方法进行了研究与讨论。

紧接着,由柴晓杰老师进行了基于畴壁电流多功能铁电器件的汇报,汇报内容包括具有产业化前景的高密度、超快读写速度和易集成的非易失性铁电单晶畴壁存储器和集存算一体化非易失性铁电晶体管。柴晓杰老师在博士工作中,采用纳米加工技术在铌酸锂薄膜表面制备出15-150nm大小不等的铁电存储单元,通过施加面内电场产生平行和反平行的铁电畴结构,电畴间形成可擦写的高电导畴壁,可非挥发地存储逻辑“0”“1”的信息,且具有单向导通特性,开关比大于105。同时存储单元的表面层具备天然选择管的功能,可应用于大规模交叉棒集成阵列,突破传统铁电存储器高密度发展的技术瓶颈。存储器读写速度可达纳秒甚至皮秒量级,读写次数基本不限,保持时间大于10年。

另外,柴老师还在汇报中提出,他在博士工作中基于以上铌酸锂凸块结构,发明了全铁电非易失性晶体管。该晶体管像单刀双掷数字开关一样,可以利用栅极或源极电压控制畴壁在源栅或源漏间自由产生或擦除,实现源和栅极电流互补的开关,且畴壁电流密度大(~110μAμm1)、漏电流低、工作速度快(<5 ns),无亚阈值摆幅,未来有望实现低能耗、超快运算速度和高密度的非易失性存储和运算一体化。柴老师的报告使在场师生受益匪浅,现场掌声不断