bob综合app官网登录原子力显微镜在二维材料研究中的应用

乔纳森·布拉德福德博士

博士后研究员
诺丁汉大学物理与天文学院

Jonathan Bradford是诺丁汉大学Peter Beton教授团队的博士后研究员，专门研究二维材料的自下而上生长及其使用扫描探针显微镜和光发射光谱的表征。2014年获得澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学应用科学(物理学)和数学学士学位，2019年完成基于外延石墨烯/SiC的二维材料异质结构(hBN, MoS2, WS2)的生长博士学位。随后，乔纳森于2019年加入诺丁汉大学物理与天文学院，致力于通过高温分子束外延生长石墨烯和六方氮化硼异质结构。

高温分子束外延生长石墨烯和六方氮化硼的范德华和侧向异质外延

石墨烯和六方氮化硼(hBN)在范德华和横向异质结构中的集成导致了一系列量子效应的出现，并为在纳米电子学中广泛应用材料特性提供了一条途径。bob综合app官网登录我们用高温分子束外延技术(MBE)证明了石墨烯在hBN上的范德华外延生长。这种方法独特地使本质高应变石墨烯层的生长成为可能，该层表现出moiré超晶格，其周期性取决于拉伸应变，并可以在足够高的生长温度下与hBN衬底进行晶格匹配。我们还利用等离子体辅助MBE在HOPG上生长外延hBN层，HOPG可作为剥离hBN的隧道屏障，并表现出深紫外光发光。最后，我们使用MBE形成石墨烯和六氮化硼的横向异质结构，其中石墨烯纳米带被六氮化硼钝化。通过原子力和扫描隧道显微镜(AFM & STM)对石墨烯纳米带的全面研究表明，石墨烯纳米带从hBN畴的边缘共形生长，具有可控的宽度，在表面高度均匀。hBN/石墨烯界面的晶格和原子分辨率成像表明，石墨烯纳米带保留了自由hBN边缘的晶格取向，使其能够选择性生长扶手椅和之字形异质界面。

*注:Beton教授无法参加研讨会，请Bradford博士介绍他们的工作。

Vinod K. Sangwan博士

研究助理教授
西北大学材料科学与工程系

Vinod K. Sangwan博士目前是西北大学材料科学与工程系的研究助理教授。他在印度理工学院孟买分校获得工程物理学士学位，之后又在马里兰大学帕克分校获得物理博士学位。他在西北大学的研究涉及应用物理、电气工程和物理化学等多个学科。近年来，他积极从事硬件神经形态计算、光电子、光伏、拓扑量子材料等方面的研究。在这次演讲的背景下，Sangwan博士正在开发可调谐纳米系统的新设备概念，以有效模拟人工突触和神经元中的生物逼真行为。发表学术论文80余篇，已获授权和正在申请的专利10项，指导研究生和本科生24余人。

http://vinodksangwan.com/

https://www.hersam-group.northwestern.edu/

人工突触和神经元的原子薄mem晶体管和异质结

神经形态计算的硬件实现旨在通过内存和逻辑的共存来克服冯·诺伊曼瓶颈。在这种背景下，新兴的非易失性记忆被广泛地用于人工突触和尖峰神经元。例如，基于低维纳米材料的神经形态器件由于其受控的化学成分、独特的结构以及与最终缩放和速度限制的兼容性，已经开始显示出前景。此外，低维材料可以增强静电控制，从而实现更好地模拟生物神经元的功能。扫描探针显微镜是表征这些纳米尺度器件应用的核心技术。bob综合app官网登录

在本次演讲中，我将讨论基于二维半导体和混合维范德华异质结的人工突触和神经元的最新进展。特别是，基于多晶二硫化钼的双门控mem晶体管在交叉栅阵列中表现出新的突触反应。这些器件的非易失性存储状态是由偏置历史和两个门终端的场效应调节的。双门允许独立寻址的节点在交叉杆，最大限度地减少潜流，并促进突触权重更新规则的可调性，导致94%的手写数字识别率。在第二部分中，我将讨论一种双门控、自排列、混合维度p-n异质结高斯异质结晶体管，它实现了积分和火神经元的功能和其他尖峰行为。我将强调原子力显微镜在表征原子缺陷和晶粒边界方面的作用，这些缺陷和晶粒边界使这些设备中的底层开关机制成为可能。