人才库

2008-09至2013-06,北京大学,微电子学与固体电子学,博士

2004-09至2008-06,吉林大学,微电子学与固体电子学,学士

博士后工作经历:

2013-10至2016-10,东京大学

科研与学术工作经历:

2022-10至今,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部,研究员

2021-01至2022-09,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部,项目研究员

2016-11至2020-12,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部,副研究员

混合维度电子器件

围绕“混合维度电子器件”,利用不同维度的体材料和纳米材料形成混合维度异质结构,构筑新型半导体器件,实现器件性能和功能的提升。作为负责人承担了国家自然科学基金青年科学基金、面上、国家部委、中国科学院项目等10余项项目;以第一或通讯作者在NatureCommunications(2篇)、NationalScienceReview、AdvancedMaterials、MaterialsToday、Small和IEEEEDL和TED等器件领域权威期刊和国际会议发表论文30余篇,在国内外会议做受邀报告10余次,申请发明专利7项;获得了金属所人才引进计划、优秀青年学者奖、以及中科院首批特聘研究岗位等人才计划和学术奖励。

1.新结构混合维度肖特基结型高速晶体管

图1.硅-石墨烯-锗晶体管(NatureCommun.,10,4873,2019)

2.新原理混合维度异质结型光电探测器

由于具有原子级厚度及独特的能带结构,二维半导体材料在光电探测器件领域展现出独特的优势,这里的挑战是既需要提高器件的探测度等性能、又需要实现器件的新功能、还需要发展工艺制备探测器阵列。为此,我们一方面采用混合维度,使用体材料和二维材料进行能带匹配;另一方面,采用异质结,提出双异质结和截止-整流转换等新光栅原理,提升器件性能和功能。基于此,我们构筑了双异质结晶体管和光控二极管等新原理器件,并制备了1024像素探测器阵列。

图2.双异质结光电探测器(NatureCommun.,12,4094,2021)

除了提高器件性能,我们还实现了新功能。以往的探测器在光照后仅能实现从整流态向开态、或从截止态向开态的转变,而不能从截止态转向整流态,这严重的限制了光电系统性能。我们的光控二极管填补了这一空白,它将整流结插在两个肖特基结之间构成沟道,使用体材料作为光栅层与二维材料形成混合维度异质结,通过体材料捕获光生载流子来控制肖特基结的开关,进而显现或抑制沟道中整流结的特性,实现了器件在光照后由截止态转向整流态的新信号行为。使用该器件作为像素单元,我们展示了无需选通器的光电存储阵列,为未来实现高集成度阵列提供了基本器件(图3)(Natl.Sci.Rev.,9,nwac088,2022)。

图3.光控二极管(Natl.Sci.Rev.,9,nwac088,2022)

进一步,为了制备多像素探测器阵列,需要提升材料面积并开发相应工艺,为此,我们采用了可旋涂的二维材料溶液并开发了集成工艺,实现了4英寸、具有微米精度图案化的二维材料薄膜,并构筑了具有1024像素的二维/硅异质结探测器阵列(图4)(Adv.Mater.,34,2201298,2022)。该工作被MaterialsToday和Small等评述论文引用,充分肯定了我们在开发与硅工艺兼容的、晶圆级二维材料薄膜加工工艺等方面的贡献。

图4.二维-硅光电探测器阵列(Adv.Mater.,34,2201298,2022)

3.新材料混合维度堆叠型接触器件

图5.堆叠型接触器件(Small,2201840,2022)

在前期锗基器件研究基础上(IEEEEDL37,847,2016;IEEEEDL38,716,2017),我们通过直接在四英寸锗衬底上外延石墨烯,构筑了金属-石墨烯-锗接触器件,使用晶圆级二维材料插层减弱了费米能级钉扎,显著降低了铝-锗肖特基势垒高度(图5a,b)(Nanotechnology,33,345204,2022)。进一步,我们构筑了金属-碳管薄膜-锗接触器件,网状导电的碳管薄膜既减弱了金属诱导间隙态效应又没有引入大电阻,获得了金属和轻掺杂n型锗之间最小的接触电阻,为锗基器件提供了一种常温、晶圆级欧姆接触工艺(图5c,d)(Small,2201840,2022)。国内外学者在各类综述论文中指出了我们的锗基器件技术在平面结和异质结性能等方面相对于传统技术具有明显优势,为锗基电子器件发展做出了贡献。

综上所述,我们聚焦于混合维度电子器件研究,制备了肖特基结型高速晶体管、异质结型光电探测器和堆叠型欧姆接触器件,提升了器件性能并实现了新型功能,这些研究成果为器件研究提供了基于混合维度材料的创新性研究思路。

(2)刘驰;中国科学院首批特聘研究岗位,2022

(3)刘驰;中国科学院金属研究所2019年度“优秀青年学者奖”,2020

(4)刘驰;中国科学院金属研究所人才引进计划,2016

(1)ChiLiu#;WeiMa#;MaolinChen;WencaiRen;DongmingSun*;AVerticalSilicon-Graphene-GermaniumTransistor,NatureCommunications,2019,10(4873):1-7.

(2)ShunFeng#;ChiLiu#;QianbingZhu;XinSu;WangwangQian;YunSun;ChengxuWang;BoLi;MaolinChen;LongChen;WeiChen;LiliZhang;ChaoZhen;FeijiuWang;WencaiRen;LichangYin*;XiaomuWang*;HuimingCheng*;DongmingSun*;AnUltrasensitiveMolybdenum-BasedDouble-HeterojunctionPhototransistor,NatureCommunications,2021,12(4094):1-8.

(3)ShunFeng#;RuyueHan#;LiliZhang#;ChiLiu*;BoLi;HongleiZhu;QianbingZhu;WeiChen;HuimingCheng*;DongmingSun*;APhoton-ControlledDiodewithaNewSignalProcessingBehavior,NationalScienceReview,2022,9(nwac088):1-8.

(4)BoLi#;QianbingZhu#;CongCui#;ChiLiu*;ZuohuaWang;ShunFeng;YunSun;HongleiZhu;XinSu;YimingZhao;HongwangZhang;JianYao;SongQiu;QingwenLi;XiaomuWang*;XiaohuiWang*;HuimingCheng;DongmingSun*;PatterningofWafer-ScaleMXeneFilmsforHigh-PerformanceImageSensorArrays,AdvancedMaterials,2022,34(2201298):1-8.

(5)YuningWei;XiangangHu;JianweiZhang;BoTong;JinhongDu;ChangLiu;DongmingSun*;ChiLiu*;Fermi-LevelDepinninginMetal/GeJunctionsbyInsertingaCarbonNanotubeLayer,Small,2022,2201840:1-7.

近期获得专利

(1)刘驰;魏玉宁;王肖月;刘畅;孙东明;成会明;一种基于碳纳米管插入层实现金属/锗欧姆接触的平面二极管阵列及其制作方法,2022-5-9,中国,202210502263.7

(2)刘驰;蒋海燕;李波;孙东明;成会明;基于石墨烯插入层降低暗电流的高性能Au/Gr/Ge光电探测器及构筑方法,2022-4-2,中国,202210352014.4

(3)刘驰;魏玉宁;孙东明;成会明;一种基于碳纳米管插入层减弱金属/锗费米能级钉扎效应的异质结及其制作方法,2022-3-23,中国,202210295705.5

(4)刘驰;冯顺;韩如月;孙东明;成会明;一种光电器件光控二极管及其制作方法,2022-1-11,中国,202210028677.0

(5)刘驰;李波;朱钱兵;崔聪;王晓辉;孙东明;一种晶圆级MXene光电探测器阵列的构筑方法,2021-10-25,中国,202111242905.6

学术活动

(1)ChiLiu;Mixed-DimensionalHeterostructurePhotodetectorswithHighPerformanceandNewFunctions,The29thInternationalConferenceonAmorphousandNano-crystallineSemiconductors,ICANS29,Nanjing,China,2022-08-23至2022-08-26(邀请报告)

(2)ChiLiu;Mixed-Dimensional2D/3DPhotodetectorswithHighPerformanceandNewFunctions,4thIEEEInternationalFlexibleElectronicsTechnologyConference,IEEEIFETC,Qingdao,China,2022-08-21至2022-08-24(邀请报告)

(3)ChiLiu;InterfaceandSurfacePassivationofGermaniumJunctionsforHighSpeedFlexibleElectronics,2017InternationalConferenceonDisplayTechnology,ICDT2017,Fuzhou,China,2017-02-18至2017-02-20(邀请报告)

(4)刘驰;用于后摩尔时代的混合维度异质结构电子器件,吉林大学电子科学与工程学院,2022-03-19(邀请报告)

(5)刘驰;面向“扩展摩尔”应用的新型二维射频和光电器件,浙江大学微纳电子学院,2021-12-10(邀请报告)

THE END
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2.苏州镓港取得一种平面型光电探测器及其制备方法专利公告号国家知识苏州镓港取得一种平面型光电探测器及其制备方法专利,专利,公告号,光电探测器,国家知识产权局https://www.163.com/dy/article/JIQQMGA40519QIKK.html
3.高响应抑制比的金属半导体金属ε日盲光电探测器对波长在220-280nm范围内的光敏感,在军事和商业领域都有着广泛的应用,例如光学追踪、光通信和成像。得益于优越的材料和电学特性,包括良好的热学和化学稳定性、优异的抗辐照性能以及直接对应日盲区域的光探测波长,宽禁带半导体材料具备更显著的优势。在过去的几年里,由于Ga2O3相关材料的优异的抗辐照特性https://ibook.antpedia.com/x/699274.html
4.高响应抑制比的金属半导体金属ε日盲光电探测器对波长在220-280 nm范围内的光敏感,在军事和商业领域都有着广泛的应用,例如光学追踪、光通信和成像。得益于*的材料和电学特性,包括良好的热学和化学稳定性、优异的抗辐照性能以及直接对应日盲区域的光探测波长,宽禁带半导体材料具备更显著的优势。在过去的几年里,由于Ga2O3相关材料的优异的抗辐照特性https://www.chem17.com/tech_news/detail/2801091.html
5.拓扑光电探测的展望:基于半金属的高性能光电探测图一:半导体vs.半金属光电探测。a. 偏置条件下的半导体PIN探测器,只有当光子能量大于带隙时光子可以被吸收并被探测到。b.半导体材料中光生载流子的产生和复合。典型的电子空穴复合时间在纳秒量级。c.基于半金属的无偏置插指电极探测器。因为没有带隙,对于吸收和探测光的波长没有限制。D. 半金属材料中光生载流子http://news.tju.edu.cn/info/1003/52350.htm
6.《涨知识啦22》MSM型光电探测器msm光电探测器原理此前,小赛给大家简单普及了金属与半导体之间的两种接触类型:欧姆接触与肖特基接触,二者也凭借各自的优势被研究人员充分应用。本周小赛给大家主要介绍的是基于肖特基接触类型的MSM型光电探测器的基本原理。 众所周知,光探测器可以将光信号转换成电信号;然而,根据光子能量的大小,MSM型光电探测器分为两种工作模式: https://blog.csdn.net/simucal/article/details/109068168
7.液态金属辅助合成图案化GaN薄膜,用于高性能UV光电探测器阵列本文提出了一种液态金属辅助的GaN薄膜图案化合成技术。该技术采用图案化UV光刻技术,与广泛使用的半导体技术兼容。利用该技术,本文构建了一个8×8 GaN基光电探测器阵列,具有出色的UV光响应性能,其光/暗比超过5个数量级,响应率为4.23 AW-1,探测率为1.76×1012Jones。更重要的是,光电探测器阵列符合集成功能器件的基https://m.1633.com/article/232220.html
8.2021硅基光电子论坛线上报告出炉啦硅基InAs量子点探测器 陈佰乐,上海科技大学 硅基外延III-V族量子点激光器 陈思铭,伦敦大学学院 高性能硅基光电探测器 成步文,中国科学院半导体研究所 题目待定 戴道锌,浙江大学 硅基金属氧化物光子学: 现状与展望 管小伟,丹麦技术大学 介质超材料辅助的硅基片上光场调控 https://www.oeshow.cn/informationdetail/12784
9.光电探测器的性能参数及应用除此之外,还有一些重要的指标,如反映探测器噪声电平的暗电流Id,探测器的接收截面Ad(会影响灵敏度和时间响应),探测器随温度的变化特性,半导体光电探测器的结电容(决定了时间响应),以及最大反偏电压、光照功率允许范围等,在使用时都必须注意的。 主要应用: https://m.elecfans.com/article/587674.html
10.半导体激光二极管,中红外QCL激光器,光纤放大器,光电探测器光电探测器 子分类 光电探测器 MCT碲镉汞探测器 子分类 MCT碲镉汞探测器 碲镉汞 MCT(HgCdTe) 非冷却 红外光伏/光电导多通道象限探测器 1-12um 碲镉汞 MCT(HgCdTe) 热电冷却光电导 中红外光电导探测器 2.0-15um 碲镉汞 MCT(HgCdTe) 中红外光伏探测器 2-13um 碲镉汞 MCT(HgCdTe) 多结光伏探测器 2.0 –http://microphotons.cn/?a=cpinfo&id=1621
11.光电技术专题双功能半金属作为超灵敏MoS2光电探测器的等离子首先,让我们来看看这项技术是如何解决费米能级钉扎效应问题的。通过使用Bi作为接触金属,研究团队成功抑制了金属-半导体界面处的费米能级钉扎效应,这一效应通常会导致光电探测器的功耗增加和光电流传输能力下降。这一创新提高了响应速度并减少了接触电阻的光电流损耗,为TMDC光电器件的性能提供了重要的改进。 https://www.metatest.cn/newsinfo/6627694.html
12.显示/光电技术中的光电探测器频率响应文献资源金属_半导体_金属光电探测器的瞬态特性分析 上传者:defeiwang时间:2008-09-05 光电探测器频率响应 光电探测器正常工作所能探测到入射光信号的调制频率是有限的,调制频率高于光电探测器频率响应的入射光信号将不能被正确探测出。频率响应是光电探测器对加在光载波上的电调制信号的响应能力的反应,表征了光电探测https://www.iteye.com/resource/weixin_38692122-13111728
13.氧化镓光电探测与信息存储器件研究(2).制备获得基于氧化镓薄膜的金属-半导体-金属结构光电探测器,探测器对254 nm的光非常敏感,而对365 nm的光几乎不响应,表现出明显的日盲紫外光电特性。通过氧气氛退火调控氧空位,实现Ti/β-Ga2O3界面从Ohmic型向Schottky型转变,有效地调控了光生载流子的输运方式。同时,利用掺杂元素Mr3-+/Mn2+价态转变,有效地https://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10013-1017288054.htm
14.基于氧化镓日盲紫外光电探测器的研究进展中国激光3) 金属-半导体-金属结构(MSM)型器件。MSM型光电探测器是基于肖特基结的一种简易结构,主要由金属和半导体接触形成的两个背靠背肖特基势垒构成。该类器件的电极的宽度和间距对器件性能影响较大,器件具有较大增益。MSM型光电探测器通常结构简单,单位面积内结电容较小,易于集成且与晶体管工艺兼容,但金属电极使得器件有效https://m.opticsjournal.net/Articles/OJd0841427a048334b/FullText
15.程序员如图21 所示,在这种方法中,两个连续波(CW)单模激光器(通常在 1.55μm “光纤通信波长”)的输出,发射频率分别为 ν1 和ν2,在超快 III–V型 化合物半导体光电探测器(InGaAs/InP)中 “混合” ,在太赫兹区域产生光脉冲频率 νTHz = ν1 –ν2 诱导光电流调制。环绕在光电探测器周围的天线结构将振荡的光电https://segmentfault.com/a/1190000044503220
16.光电探测器的工作原理01光电探测器概述光电探测器在光通信系统中实现将光转变成电的作用,这主要是基于半导体材料的光生伏特效应,所谓的光生伏特效应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。(光电https://www.rayllie.com/article/8454.html
17.半导体的光电效应科普小动画" 7."光电导效应 光谱响应:探测器的输出与输入光波长的关系 注意条件: 理想情况 实际情况 " 8."光生伏特效应 光生伏特效应简称为光伏效应,指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。 产生机制: 光生载流子的浓度梯度 https://www.animiz.cn/v-00031243.html