本学期学术活动

常凯:IV-VI族二维铁电半导体面内超晶格与铁电隧道结

2023-09-18    点击:

报告题目:IV-VI族二维铁电半导体面内超晶格与铁电隧道结

报告人:常凯,北京量子信息科学研究院

时间地点:9月19日上午10:00,理科楼C302

摘要:利用二维材料不仅可以方便地构造竖直方向的异质结,也可以构造高质量的面内异质结。具有一维界面的面内异质结和超晶格在制备各种纳米线、量子点、隧道结、约瑟夫森结等低维结构方面有得天独厚的优势,有望在下一代逻辑和存储器件、量子计算器件的开发中起到重要作用。然而,受限于生长方法和生长机制,目前大部分二维面内超晶格的周期仍然较大,10纳米级周期的二维面内超晶格的生长和调控仍然是领域内一个重大难点。本报告将回顾我们发现IV-VI族二维铁电半导体的历程,以及综合利用铁电畴、薄膜厚度、异质结界面等一系列手段对其电子态进行调控的研究。近期我们利用分子束外延方法制备了最小周期达4.2纳米的SnTe-PbTe二维半导体面内超晶格,并利用扫描隧道显微镜对其界面调控效应和一维束缚态进行了表征。更有趣的是,利用SnTe的面内铁电性,我们基于此类超晶格构造了仅有0.6纳米厚、势垒宽度2纳米的铁电隧道结,并观察到了电子态隧穿几率随隧道结两侧极化方向的改变发生显著变化的效应。以上工作有望为未来非易失性随机存储器的设计、以及马约拉纳零能模等拓扑量子计算中关键电子态的制备和调控提供新的路径。

报告人简介:常凯,2009年本科毕业于山东大学物理学院,2015年博士毕业于清华大学物理系,2015-2019年在德国马克斯普朗克微结构物理研究所任博士后研究员,2019年年底回国加入北京量子信息科学研究院,现任研究员、院长助理、低维量子材料团队负责人。常凯研究员长期致力于高质量低维量子材料的生长与扫描隧道显微学表征,重点关注二维铁电铁磁、超导、拓扑材料以及它们的异质结、超晶格等结构在量子信息器件、新型计算与存储器件等方面的潜在应用。在Science, Rev. Mod. Phys., Phys. Rev. Lett.等国际顶尖期刊上发表论文28篇,总被引3200余次,H因子为17。