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理大研究促进计算器应用 创建极化vdW异质结数据库 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

2024年12月4日

研究及创新

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的研究获得国家自然科学基金委及研资局合作研究重点项目计划2024/25支持。


发掘新兴纳米材料及其潜力可以促进计算器的应用发展及创新。香港理工大学(理大)科学家提出为范德瓦尔斯(Van Der Waals, vdW)的特定异质双层建立数据库,将为下一代纳米电子学、光子学和自旋电子学带来启示及深远影响。该项目获得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2024/25支持。

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,带领的研究「极化范德瓦尔斯异质结数据库︰从理论预测到材料实现和物性表征」,获国家自然科学基金委及香港研资局的合作研究重点项目计划支持,资助金额约355万港元,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(2D)范德瓦尔斯(vdW)异质双层材料蕴涵的科研潜力,包括探索新颖物理发现和设计新一代设备。vdW异质双层材料的组成单层拥有大量独特的物理和化学特性。

刘教授及其研究团队早前通过化学气相沉积(chemical vapor deposition)策略,将二硫化钼(MoS2)和二硫化钨(WS2)合组成的双层堆栈,达至没有扭曲、完美相称、和晶体可外延生长,展示了超乎预期的压电性和平面外铁电效应。此项创新成果激发了使用化学气相沉积策略探索新型异质双层材料的兴趣,并推动了建立vdW异质双层材料库的后续发展。

长远而言,开发多功能的二维极化电子物料,是拓展下一代低耗能、高密度内存和集成电路的关键。然而,目前对vdW异质双层的探索仍依赖反复试验过程。为了实现突破性进展,获资助项目旨在开发一个仿真模型,筛选大量的二维极化异质双层材料。

值得注意的是,该模型将加速筛选出具前景的极化vdW异质双层材料,供进一步实验评估,其后将强化模型进行更精确的预测,发挖出更多具有多功能特性的二维材料,提供充实的数据库。

刘教授表示:「我们预计vdW异质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。此外,我们的研究结果有望为构建高密度和节能的下一代非挥发性内存(Non-Volatile Memory)和内存记忆计算装置提供新见解。」

获资助项目预计将展示适用于高密度非挥发性内存、完全整合的vdW异质层,促进学术界对铁电性vdW异质层的关注,并为内存计算装置的商业实践铺路。

国家自然科学基金委及研资局合作研究重点项目计划,目的是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。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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