理大研究创建极化vdW异質双层数据库 助探索崭新二维材料 获国家自然科学基金及研资局合作研究重点项目计划支持

二维材料被广泛应用于计算机记憶体等电子元件，不同的二维材料通过范德瓦尔斯（van der Waals，vdW）作用堆疊成层后，更有机会合组成具备新特性的异質双层，适应更多用途。香港理工大学（理大）研究人员提出为特定的vdW异質双层建立数据库，以筛选出具发展潜力的材料，有望为未来纳米电子学、光子学和自旋电子学发展带来启示及深远影响。研究项目获2024/25年度国家自然科学基金委员会（基金委）及研究资助局（研资局）「合作研究重点项目计划」支持。

研究项目「极化范德瓦尔斯异質结数据库︰从理论预测到材料实现和物性表征」由理大应用物理学系纳米材料讲座教授兼系主任刘树平教授带领，共获约355万港元的资助金额，为期48个月。该研究与中国人民大学物理系讲座教授季威教授合作进行。

二维vdW异質双层材料的不同组成单层均擁有丰富且独特的物理及化学特性，蕴涵庞大科研潜力，有助科学家探索新颖物理发现和设计新一代电子设备。刘教授及团队在早前的研究中，通过化学气相沉积（chemical vapor deposition）策略将二硫化钼（MoS2）和二硫化钨（WS2）合组成无扭曲、完美相称且晶体可外延生长的异質双层，并展示了超乎预期的压电性和平面外铁电效应。此项成果激发了使用化学气相沉积策略探索新型异質双层材料的研究兴趣，并推动团队建立vdW异質双层材料库。

长远而言，开发多功能的二维极化电子物料，对拓展下一代低耗能、高密度记憶体和集成电路至为关键，但目前对vdW异質双层的探索仍需要依赖反覆试验。获资助项目旨在开发一个模拟模型，从大量的二维vdW材料中加速筛选出具前景的极化异質双层，供进一步实验评估。研究团队其后并会强化模型，进行更精确的预测，以发挖出更多具有多功能特性的二维材料，并提供充实的数据库。

刘树平教授表示：「我们预期vdW异質双层材料能够解决目前二维铁电材料的可扩展性和表现问题，而这个项目的研究结果有望为构建高密度且节能的下一代非挥发性记憶体和内存记憶计算装置提供新见解。」

项目冀整合出适用于高密度非挥发性记憶体的vdW异質双层材料，促进学术界关注及探究vdW异質双层的铁电性，并推动新兴记憶体的商业实践。

「合作研究重点项目计划」旨在资助内地及香港跨学科、跨院校的合作研究重点项目，以持续提升内地与香港的研究成果与影响力。计划的六个重点资助领域为信息科学、生物科学、新材料科学、海洋与环境科学、医学科学及管理科学。

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