何军教授团队科研成果荣获2023年度北京市自然科学奖一等奖

近日，何军教授团队牵头完成的“关键二维半导体晶圆级制备及新原理信息器件基础研究”项目，荣获2023年度北京市自然科学奖一等奖。

新型二维半导体器件是后摩尔时代信息器件发展的变革性技术之一，成为当前半导体材料和器件领域的研究前沿和热点。其可控制备方法、物性调控机制和新型器件物理是其应用过程中面临的挑战性难题。为突破二维电子材料制备和器件集成方面的瓶颈，推进后摩尔电子器件的工业级应用，该项目系统地开展了关键二维半导体晶圆级制备及新原理信息器件基础研究。取得了如下主要科学发现：

一、申请人利用二维材料可任意堆垛的特点，发展了全二维范德华器件集成技术。首次提出非对称范德华异质结构设计，实现了“ 全在一” 多功能集成器件，获得同期同类型器件最高性能指标。进一步，申请人利用材料特性的优势互补，构筑了一种应用于红外光通讯波段的高性能非易失性红外存储器件。这些成果开辟了全新的器件多功能化和微缩化技术路线，展示了工业化应用潜力。

二、上述全二维器件展示了应用优势，然而典型二维电子材料的晶圆级制备是制约其规模化应用的关键技术瓶颈。申请人瞄准这一技术瓶颈，创新地发展了晶圆级单层二维电子材料的高效率制备方法，突破了其生长层数不可控、畴区尺寸小、难以获得晶圆尺寸等关键科学难题。并且发展了一种无刻蚀剂的、简单快捷、仅使用纯净水来辅助的“ 绿色” 转移方法。这些成果为新原理信息器件的工业应用提供了坚实的材料基础。

相关技术被科大国盾量子技术有限公司采纳用于星载光电系统远距离探测技术研发；并且被航天三江湖北航天飞行器研究所采用和借鉴，应用于飞行器对地面多种目标的实时监测。这些成果迈出了二维半导体新原理信息器件从实验室到工业应用关键步伐。