2023年材料·器件·系统中原论坛合影

11月4-6日，由河南大学材料学院/特种功能材料教育部重点实验室/高效显示与照明技术国家地方联合工程研究中心主办的“2023年材料·器件·系统中原论坛——现状、问题和发展”在我校材料学院负一楼报告厅举行。

该系列论坛由中国科学院苏州纳米所徐科研究员、武汉大学何军教授和河南大学杜祖亮教授等学者发起，首次论坛于2020年在开封举办，其后又在苏州等地举办多次。本次论坛由实验室/中心主任杜祖亮教授担任主席，参加论坛的有国家杰青、北京大学沈波教授，国家杰青、中国科学院苏州纳米所徐科教授，俄罗斯工程院外籍院士、南方科技大学孙小卫教授，国家杰青、武汉大学何军教授，国家杰青、郑州大学单崇新教授，国家杰青、东南大学倪振华教授，国家杰青、中国科学院计算技术研究所韩银和研究员，国家杰青、中国科学院半导体研究所魏忠鸣研究员，国家杰青、中国科学院苏州纳米所张凯研究员，国家优青、郑州大学倪佩楠教授，国家优青、中国科学院半导体研究所邓惠雄研究员，国家高层次人才、河北大学闫小兵教授，国家纳米科学中心王振兴研究员，山东大学杨再兴教授，郑州大学娄庆副教授，河南省科学院新型显示技术研究所执行所长贾思琪博士、广东省微显示产业技术联盟秘书长刘政彪以及材料学院部分高层次人才代表和相关学院/实验室师生。

河南大学杜祖亮教授致辞

杜祖亮教授致开幕辞，他表示新一代信息科学与技术既是国家安全的基石，又是新兴产业发展的引擎。新型显示、新一代通讯、物联网、高性能集成电路以及人工智能等新一代信息技术正全面引发新一轮科技革命和产业变革，深刻改变着社会发展进程。信息科技的发展涉及材料、器件和系统等多个创新链条和体系，需要整链条的协同创新。杜祖亮教授指出：“本论坛旨在搭建一个平台，为在信息领域从事材料、器件和系统等不同方面研究的专家学者提供交流、碰撞的机会，加速促进信息科技的协同创新发展。”他简要回顾了前几次论坛举办情况，此次会议将围绕信息领域材料、器件和系统的现状、问题和发展开展战略研讨。

北京大学沈波教授做报告

北京大学的沈波教授以《第三代半导体技术发展动态》为题作了此次论坛首场报告，他指出，以氮化镓为代表的第三代半导体已在照明和显示领域得到广泛应用，未来在新型显示、5G通信、功率器件等领域具有更广阔的应用前景，目前还存在一些基础物理问题没有得到解决，比如缺陷、微结构以及可靠性等等。沈老师强调，要突破这些制约性因素，一是要和理论计算相结合，在理论预言下进行针对性的研究；二是利用高分辨电镜和各种光谱手段，深入研究缺陷的性质和调控方法；三是借鉴硅基半导体技术发展路径，大幅度提高第三代半导体的可靠性；四是发展集成技术，实现第三代半导体的多功能器件集成。

中国科学院苏州纳米所徐科研究员做报告

中国科学院苏州纳米所/国家第三代半导体技术创新中心/苏州实验室徐科研究员以《第三代半导体产业化与创新联合体构建》为题，介绍了第三代半导体产业化进程和创新联合体新型研发机构的构建情况。他全面总结了目前氮化物等宽禁带半导体材料生长、设备研制、器件构筑及应用等不同创新链研发进展情况，以及在先进显示、功率器件等未来多个战略新型产业的可能应用。他指出，推动这些产业应用落地，需要材料、设备、器件、系统集成等多个领域的协同创新，他特别强调从基础研究成果到专利技术、到产品应用之间要建立有效连接，尤其是专利技术到产品应用的转化，关键在于工业标准的制定，这使得装备的自行设计研发十分重要。他还介绍了国家第三代半导体技术创新中心、苏州实验室的目标定位、构架设置和运行机制等方面的情况。

郑州大学倪佩楠教授做报告

郑州大学倪佩楠教授以《金刚石材料和功能器件》为题介绍了金刚石材料与器件的研究进展。金刚石材料被誉为未来半导体的终极材料，在深紫外探测、大功率激光元件以及量子传感有广阔的应用前景，目前存在曲面加工技术、系统小型化集成化等难点，未来能够通过光学超构表面构筑超紧凑光学系统实现半导体面激光器的单片集成，发展基于超构表面的结构光激光芯片。

中国科学院半导体所邓惠雄研究员做报告

中国科学院半导体所邓惠雄研究员以《半导体掺杂与缺陷物理》为主题介绍了半导体掺杂与缺陷物理在第三代半导体应用中面临的问题。他指出，精确可控掺杂是制造半导体芯片的前提，是制造高性能半导体器件的核心，未来要加强理论引导，提高研发效率，形成理论-数据-实验协调创新驱动新范式。

河南大学李萌教授做报告

河南大学李萌教授介绍了自己在耐变温高效钙钛矿光伏电池领域的研究进展。钙钛矿光伏材料具有低成本、高效率的优势，通过对其结构和能级的调控实现了在变温条件下的稳定性能，未来将面向产业化应用中存在的大面积钙钛矿器件存在效率低下的问题，构筑结晶可控、成膜均匀的大面积高性能新型光伏器件。

南方科技大学孙小卫院士做报告

南方科技大学孙小卫院士以《未来显示的思考》为题做了研讨报告。孙小卫院士介绍了目前显示领域的主要进展，对未来他指出，一是新型显示将与5G相互促进发展，新型显示为5G提供了更多的应用需求，而5G反过来对显示提出了更多的要求；二是显示向着更高清、更高显色性、更高分辨率发展，如超高清大尺寸平板显示、曲面显示和超高分辨率的VR/AR虚拟现实交互显示等等；三是3D显示，借助5G和VR技术3D显示将会得到快速发展，可能成长为一种终极显示技术。孙教授强调，我国已成为新型显示大国，产能和市场都很庞大，与企业的紧密合作也是快速推动新型显示产业发展的必由之路。

河南大学杜祖亮教授做报告

河南大学杜祖亮教授以《量子点发光显示材料与器件》为题介绍了量子点发光二极管（QLED）新型显示技术研究。他指出，QLED作为一种新型发光显示技术，具有超高色纯度、超广色域等突出优势，经过30年的发展，QLED各项指标都得到了大幅度提升，材料和器件等多个指标已达工业化生产要求，目前制约其应用的关键瓶颈在于：一是满足大面积制程需求的高质量量子点材料设计合成；二是蓝光QLED综合性能低下；三是大面积制程困难。对未来应用发展，他认为一是高性能荧光薄膜；二是与蓝光Micro-LED结合，实现超高分辨直显；三是突破QLED大面积制程问题，实现主动电致发光QLED器件应用。

国家纳米中心王振兴研究员做报告

国家纳米中心王振兴研究员以《面向智能视觉系统的二维半导体材料与器件》为主题介绍了智能成像时代的新材料、新原理、新架构的研究进展。他指出，成像技术已从传统成像向智能成像发展，从“给人看”跨越到“给机器看”。他强调要突破传统成像芯片的架构瓶颈，就要发展感算一体化智能成像芯片系统，而未来的新型智能成像系统的突破，需要大面积材料生成、感算架构确立以及外围电路设计等方面协同发展。

中国科学院半导体所魏忠鸣研究员做报告

中国科学院半导体所魏忠鸣研究员以《二维半导体偏振光探测器》为题，介绍了基于新型Ⅳ-Ⅵ族二维半导体材料的偏振光探测器。指出未来发展趋势主要集中在通过外在形貌和内在结构的调控实现在偏振成像，智能化信息处理以及异构集成等方向的应用，存在的关键科学问题和挑战在于一体化智能融合的新原理的开发和大尺寸二维材料生长新技术的突破。

中国科学院苏州纳米所张凯研究员做报告

中国科学院苏州纳米所张凯研究员以《新型二维光源器件》为题，介绍了二维材料与发光器件研究进展，他着重介绍了黑磷等窄带隙二维半导体、拓扑材料等二维材料的可控生长及其发光物理机制。他强调二维半导体材料具有独特的发光特性，可实现偏振、相位的有效调控，可望在红外、太赫兹激光与探测、单光子光源、光器件集成等多个领域得到重要应用。

中国科学院计算技术研究所韩银和研究员做报告

中国科学院计算技术研究所韩银和研究员以《芯粒集成芯片》为题，介绍了面向应用对算力需求的持续增长开发了一种芯粒集中芯片技术。他指出，高性能芯片是国家战略产品、数字经济基础，集成芯片是一条使用现有自主工艺实现高性能芯片的变革性技术途径，未来构建生态将成为芯粒集成芯片技术演进制高点的战略选择，标准和战略性产品是核心，开源是构建生态新的“打法”。

东南大学倪振华教授做报告

东南大学物理/电子科学与技术学院倪振华教授以《二维材料界面调控与光电器件》为题介绍了团队在二维半导体表征、调控与器件应用方面取得最新进展。分享了利用光谱学手段实现微量缺陷的精确、原位表征，并分析对载流子动力学的影响机制；并制定了相关的国家标准。他指出缺陷与表界面的精确调控是影响二维光电器件及集成的关键因素和重要途径，该领域存在的主要挑战包括：原子尺度下缺陷的精准构筑及其超快过程的深入理解，大范围集成过程中缺陷/界面态能级的可控调节等。

河南大学程纲教授做报告

河南大学程纲教授以《基于气体离子栅效应的低功耗智能传感器》为题介绍了新型气敏传感器的研究，针对目前物联网传感器在功耗、灵敏度以及智能化等方面存在的瓶颈，发展了新型气体离子栅调控技术。未来将通过新原理器件的设计，为发展新型的智能传感器件提供理论基础和技术支撑。

总结环节，沈波教授对本次会议进行了点评。他对参会学者在材料、器件、系统等新一代信息技术领域所取得的重要进展，以及对目前存在问题和未来发展的剖析，给予了高度赞扬。他认为这种跨领域的研讨，使不同的学术思想和创新思路得到深度交流和碰撞，大家都很受启发，收获很多。同时，他也指出了当前研究面临的挑战和不足之处，强调应该注重功能和应用的结合，要把物理的思想和方法运用到材料体系设计、器件构筑和系统集成过程中，解决关键科学问题，实现半导体的产业化，并鼓励学者们深入了解国家在信息领域的重大需求和战略方向。他希望举办更多这类研讨，吸引更多学者参与，为半导体领域协同创新发展提供更多更新的思路和动力，期待着下一次的相聚。

会前，专家学者还实地参观了学院大型设备公共平台，QLED显示技术研发平台以及自驱动纳米传感器件平台，材料学院副院长王书杰教授详细介绍了实验室布局、管理和运行以及主要研究方向等情况。

与会专家表示，自2020年10月在河南大学首次举办“材料·器件·系统中原论坛”以来，该论坛已经成为了相关领域专家学者交流最新成果和创新思想的媒介。通过本次论坛，与会代表围绕半导体物理、光电信息材料、器件与系统领域的研究现状、存在的问题和发展方向，进行了深入交流、碰撞，形成了一些新的研究思路和方向。专家们纷纷表示希望这种交流和碰撞不断继续下去，从“中原论坛”走向大江南北。