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人物专访 | 南京工业大学王琳教授：后摩尔时代中的二维光电材料

来源：北京卓立汉光仪器有限公司分类：动态 2023-11-20 14:32:04 75阅读次数

文丨覃冰

编辑丨小卓

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二维材料具有极限超薄的厚度、丰富的光电性质、易于跨维度异质集成等优点，为后摩尔时代的发展提供了新的材料平台。来自南京工业大学的王琳教授在逐梦光电会议期间接受《视点前沿》栏目的采访，带给大家关于二维光电材料独特科研见解。

奇思妙想探索二维光电材料制备与应用

王琳教授课题组研究方向是二维光电材料与器件，主要分为三个子方向，即材料、物理、信息。第一个材料方向是关于二维光电材料本身的设计和制备，主要面向有化学材料背景的同学们，同学们可以根据自己的奇思妙想，利用一些比较新奇的制备方法去制备具有优异光物理特性和光电器件性能的材料，这些材料主要是以二维钙钛矿为代表的二维卤化物。第二个是物理方向，需要通过二维卤化物或者二维半导体与其他材料通过范德华异质结进行组装，从而研究由界面、电荷或能量传递引起的发光物理上的特性。这个方向适合具有良好物理知识背景的同学去从事。第三个是信息方向，当课题组制备出性能优异的光电材料并深入了解了其光物理特性之后，需要针对光电器件的应用去开发原型器件，包括存储器、晶体管和光电探测器等。目前王琳老师课题组的学生及老师一共有40余人。

二维材料与后摩尔时代（Post-Moore Era）

英特尔创始戈登摩尔在60多年前提出摩尔定律，描述电子器件在近几十年来的发展趋势。指的是每18-24个月，电子器件的集成密度会翻倍。随着器件的特征尺寸逐渐逼近了材料和器件的物理极限，大家发现这个摩尔定律失效了，于是后摩尔时代就出现了。王琳老师介绍道：“后摩尔时代有两条常规的发展路径。一是 “More Moore”(延续摩尔)，更多的是采用更加激进的方法将器件的特征尺寸更加微缩化，使得集成密度提升到更高水平，主要是从尺寸集成角度来讲，希望材料能有底层的创新。第二是超越摩尔，也就是“More than Moore”。更多的是强调单一的器件功能的丰富化，比如把传感、存储、计算等功能集成在一个单一器件，使得器件功能更加丰富，从而提升集成的密度。这样单位面积上的器件的数量和功能得到很大提升，满足大家对集成器件更高的要求。”

搭建在显微镜上的圆偏振发光（CPL）

王琳老师近年部分研究聚焦在低维材料的圆偏振发光中。课题组近期《NANO LETTERS》上发表了一篇文章（Stimulating and Manipulating Robust Circularly Polarized Photoluminescence in Achiral Hybrid Perovskites），文章通过二维的范德华力把二维非手性钙钛矿和二维手性钙钛矿连接起来，制备得到的材料在室温下的CPL强度有了数量级的提升。王琳老师分享了课题组在圆偏振显微镜的搭建的经验：“圆偏振发光显微系统的搭建需要用到四分之一玻片，我们可以在谱仪的激发或者发射端通过四分之一玻片的加入实现CPL特性的测量。CPL特性有三种测量方法：激发侧起偏、发射侧检偏和二者的结合。CPL也是表征二维材料如二硫化钼、二硒化钼等材料的一种重要方法。CPL最大应用方向是自旋光电子器件，我们以前主要考虑电荷传输及电荷量，但是经研究发现自旋作为载流子另外一个维度的调控，可以进一步丰富器件的功能，出现很多新奇的特性，而圆偏振光在这个方面是很好的表征手段。”

与一起成长的科研历程

作为的老朋友，王琳老师提到，她们课题组的发展和是密不可分的。她回忆道：“我在2017年认识了的董磊副总经理，当时我们有一个很好的想法，那就是能不能去集成适合研究二维材料微纳光电系统的全国产化设备，包括荧光、拉曼、光吸收、微纳LED测量，包括低温和磁场环境等。我当年刚回国，怀揣对祖国的热情，对国产仪器也有别样的情怀。董副总问我，你敢不敢做第一个吃螃蟹的人，我当时也没有什么犹豫，就和董副总达成了这样的协议。”通过六年的发展，王琳老师说，她觉得当初的选择是对的。她在当初选择了国产品牌并与它一起成长，见证国产仪器从比较稚嫩的状态走向一个逐渐强大的发展过程。“这个过程和我自身的科研经历相似，我也是从一个懵懵懂懂的科研工作者，慢慢看清楚自己想做什么。有些虽然没有做到，但是已经确定了一个非常坚定的目标，我也非常感谢和一起成长的过程。”

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现场采访视频

采访感言

在采访中，王琳老师深入浅出地为我们科普了后摩尔时代，也让我们看到了二维光电材料与器件的发展潜力。最后当王琳老师娓娓道来她与一起成长的故事的时候，我们也十分感动并非常荣幸能够参与到这个与科研工作者一起成长的历程中。非常感谢王琳老师对的信任，也希望能与王老师一起见证二维光电器件在后摩尔时代中的巨大魅力。

王琳老师简介

王琳，南京工业大学教授、博士生导师、国家海外高层次青年人才引进计划入选者。长期从事低维异质集成材料与器件的研究工作。目前已发表学术论文90余篇，以（共同）通讯作者身份在Nat. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、ACS Nano、Light Sci. Appl.、Nano Today等发表论文40余篇。曾荣获国际健康、科学与工程组织最佳研究员奖、国际先进材料学会奖章、欧洲材料学会青年科学家奖、江苏特聘教授、江苏省“六大人才高峰”高层次人才A类等荣誉。当选国际先进材料协会会员、欧洲先进材料大会科学顾问委员、柔性电子材料与器件工信部重点实验室学术委员会委员、InfoMat、中国激光杂志社、Frontier of Physics青年编委等。

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