南开大学

报告摘要:

后摩尔时代，开发高能效、高算力芯片是国家重大战略需求。传统硅基芯片难以满足智能社会对算力和能效的巨大需求；然而，摩尔定律逼近物理极限，亟需新材料、新器件与新架构的开发。二维半导体因可有效抑制短沟道效应，被视为延续摩尔定律、构筑低功耗器件的关键候选材料。然而，其仍面临着沟道迁移率不足、与传统原子层沉积（ALD）栅介质工艺不兼容等关键挑战，难以满足实际应用需求。针对上述挑战，南开大学吴金雄课题组开展了系列研究【1-5】,包括：1）开发了新型铋基二维高迁移率半导体及高κ栅介质材料体系；2）发展了二维半导体/ALD栅介质的无损异质集成新方法，构筑了等效电容厚度小于1nm的超高栅电容密度无迟滞晶体管；3）实现晶圆级ALD栅介质及全器件的一体化转移，可有效解决敏感材料的电磁输运难题。此外，拓扑绝缘体凭借其超高迁移率拓扑表面自旋流或边界态，能实现无损耗电子和自旋输运，为超低功耗器件的开发提供了新路径。本报告还将简要介绍课题组近期在高迁移率β-Ag2Te拓扑绝缘体方面取得的进展【6-7】。

[1] J. Wu#, H. Peng*, et al. Nat. Nanotechnol., 2017, 12, 530.

[2] J. Chen, J. Wu*, et al. Nat. Commun., 2023, 14, 4406.

[3] L. Zhang, J. Wu*, et al. Nat. Electron., 2024, 7, 662.

[4] J. Chen, J. Wu*, et al. J. Am. Chem. Soc., 2024, 146, 11523.

[5] Y. He, J. Wu*, et al. Nat. Commun., 2025, 16, 5904.

[6] W. Ai#, J. Wu*, et al. Nat. Commun., 2024, 15, 1259.

[7] W. Ai#, J. Wu*, et al. Phys. Rev. Lett., 2025, under review.

报告人简介:

吴金雄，南开大学材料科学与工程学院研究员、博士生导师。2012年本科毕业于南开大学，2017年获北京大学理学博士学位（导师：彭海琳教授、刘忠范院士），2017-2019年北京大学博士后（合作导师：彭海琳教授、张锦院士）。2019年9月回南开大学组建课题组，任独立PI，在下一代晶体管关键材料及界面调控方面做出了特色鲜明的工作。近5年来，以通讯作者身份在Nat. Electron.、Nat. Commun. (3篇)、J. Am. Chem. Soc.（2篇）等高水平期刊上发表论文20余篇，主持基金委重大研究计划、面上等项目，入选中组部“万人计划”青年拔尖人才（2024），获教育部自然科学一等奖（R3），担任Science、Nat. Electron.等众多高水平期刊审稿人。

邀请人：杜罗军（82647052）

报告地点：物理所M楼236会议室