3月27日至29日，由河南大学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“2024年材料·器件·系统中原论坛——挑战、机遇和未来”在我校特种功能材料重点实验室负一楼报告厅举行。

2024年材料·器件·系统中原论坛合影

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、南京大学王欣然教授和河南大学杜祖亮教授等学者共同发起，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，参加论坛的有南昌大学江风益院士，国家自然科学基金委信息部何杰副主任，国家杰青、中国科学院长春光机所黎大兵教授，国家杰青、郑州大学副校长单崇新教授，国家杰青、清华大学熊启华教授，国家杰青、北京大学唐宁教授，国家杰青、中国科学院上海技术物理所胡伟达研究员，国家杰青、北京理工大学王业亮教授，国家杰青、中国科学院化学所江浪研究员，东南大学吕俊鹏教授，北京工业大学张永哲教授，国家优青、北京大学吴燕庆教授，国家优青、中国科学院光机所孙晓娟研究员，国家优青、国家纳米中心王振兴研究员，国家优青、中国科学院半导体研究所邓惠雄研究员，国家优青、西北工业大学甘雪涛教授，国家优青、湖南大学张吉良教授，湖北大学微电子学院院长游龙教授，北京工业大学邓文杰博士、北京工业大学赵晨博士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。

江风益院士讲话

江风益院士在开幕式上分享了他对创新驱动发展的思考。他指出，深入科研必须要有强烈的创新意识和顽强的毅力，促使创新驱动发展成功包括“准确判断突破的方向”、“有效整合人财物资源”、“快速反馈的体制机制”和“持之以恒地艰苦奋斗”四大要素。江院士强调要把有限的人力、物力、财力持续投入专注做一件事，长期坚持下去，最终一定会产生超乎想象的积极效益。

何杰副主任讲话

国家自然科学基金委信息科学部副主任何杰在开幕式致辞中指出，近年来国家自然科学基金委持续推进科学基金深化改革，不断加大基础研究、应用基础研究等投入，强化对青年人才的支持力度，为优秀的科技人才成长提供长久的支持。他勉励青年科研人员要深刻领会习近平总书记关于科技创新的重要论述，志存高远、勇担重任，为实现我国高水平科技自立自强贡献力量。

河南大学杜祖亮教授致开幕辞

杜祖亮教授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。杜祖亮教授表示：“本论坛旨在搭建平台，为从事信息领域材料、器件和系统等不同层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的举办情况，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。

郑州大学副校长单崇新教授作报告

郑州大学单崇新教授以《金刚石半导体材料》为题，介绍了金刚石光电材料与器件，提出利用介电层调控半导体异质结构中载流子输运和利用绝缘层中碰撞离化导致的载流子倍增用于异质结光电器件的学术思想，构建了可以实现高效光电探测的器件结构，证实了金刚石在下一代电子材料和器件方面的广阔应用前景。

东南大学吕俊鹏教授作报告

东南大学吕俊鹏教授以《二维微尺度LEDs》为题，介绍了二维层状材料的光学与光电性能。吕教授在报告中指出作为后石墨烯时代的新型二维材料，过渡金属硫族化合物呈现半导体特性，并且其电子结构随层数可调，随着层数由多层减薄致单层，其能带结构由间隙带隙转变为直接带隙，因而可实现光致发光。大部分二维过渡金属硫化物的带隙大小位于可见光范畴，为其在显示、照明、可见光通信等领域的应用奠定了基础。

中国科学院化学所江浪教授作报告

中国科学院化学所江浪教授以《单分子层分子晶体光电材料与器件》为题，介绍了共轭分子材料在信息技术、能源转化和智能感知等前沿交叉领域的重大应用前景。江教授在报告中指出，针对以弱范德华力结合的分子材料，会导致载流子迁移率低，严重限制了高性能有机电子器件和电路的发展。因此，聚焦分子晶体材料的输运机制和高性能器件与电路应用，通过创制新分子材料实现了高质量单分子层晶体的可控制备，融合原位器件测试装备搭建，揭示了类能带电荷输运的缺陷机制和性能提升关键因素，构建了低缺陷、低接触电阻高性能器件，并推动了单分子层电路应用。

河南大学申怀彬教授作报告

河南大学申怀彬教授以《II-VI族量子点发光材料与电致发光器件》为题，介绍了在低发热高亮度下高稳定量子点发光二极管(QLED)。提出了单层大尺寸量子点作为发光层的新思路，在低驱动电压下实现了增强准费米能级分裂和亮度提高，使红色QLED电光能量转换效率(PCE)达到了23%，在1000cd/m2下亮度降低到95%(T95)寿命达到了48,000h，为目前所知的最高值。相关研究成果可有效抑制器件发热，最大程度实现“冷发光”，从根本上改善器件稳定性，成为突破QLED应用技术瓶颈的关键，为今后研发高效率高亮度下高稳定的QLED器件提供了新策略。

北京大学吴燕庆教授作报告

北京大学集成电路学院吴燕庆教授以《高性能低维半导体逻辑与存储器件》为题，介绍了高性能超薄半导体器件在逻辑、DRAM和新一代存储技术等领域中的应用前景、技术瓶颈、解决方法和最新研究进展。吴教授课题组创新性地设计与构筑了基于窄禁带p型为主的黑磷与宽禁带n型二硫化钼两种二维半导体的垂直与平面异质结，并且背栅是由超薄的高介电常数介质所制备，因此可以在相对低电压时即可实现有效的静电学控制。

国家纳米中心王振兴教授作报告

国家纳米中心王振兴教授以《面向智能视觉系统的二维半导体材料与器件》为题，介绍了智能成像时代的新材料、新原理、新架构的研究进展。他表示，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邓惠雄教授作报告

中国科学院半导体所邓惠雄教授以《半导体掺杂与缺陷物理》为题，介绍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。最后，邓教授以一首诗做结束，告诉我们“没有十全十美的材料或器件；它总是存在各种“缺陷”；但是，它总是我们所能做到最好的；或者我们使其更完美；或者我们利用它的不完美。总之，正是有了这些不完美，才让我们的科研道路充满挑战，充满乐趣。”

西北工业大学甘雪涛教授作报告

西北工业大学甘雪涛教授以《二维材料混合集成的硅基光电子微系统》为题，回顾了基于二维材料的硅光子集成光电探测器研究进展,总结了其器件结构和主要性能指标.最后,讨论了进一步提升硅光子集成二维材料光电探测器性能的策略,包括大规模二维材料集成器件的制备,器件结构与金属接触界面的优化以及新兴二维材料光电探测器的探索,以期推动二维材料在硅基光电子混合集成探测器领域的商业化应用。

河南大学李萌教授作报告

河南大学李萌教授以《高稳高效钙钛矿光伏器件》为题，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。

湖南大学半导体学院张吉良教授作报告

湖南大学半导体学院张吉良教授以《硬件安全芯片设计》为题，张教授结合自身实践经验和研究成果，首先介绍了我国芯片产业的背景，提到中国作为世界集成电路需求最大的市场，芯片自给率却不足三成。接着介绍了一种新的轻量级芯片安全技术—物理不可克隆函数，并分析了当前安全芯片技术面临的主要挑战以及课题组在该研究领域的系列成果，并展示其在物联网设备、智能城市基础设施、支付系统和云计算等多个场景中的应用。大量应用案例证明通过物理不可克隆性可以为信息提供更高级别的安全防护，保护敏感数据免受未经授权的访问和攻击。

中国科学院光机所孙晓娟研究员作报告

中国科学院光机所孙晓娟研究员以《AlScN 材料生长与器件研制》为题，介绍了AlN薄膜具有高声速、强极性、低温度频率系数(TCF)和与CMOS兼容工艺等优点，是射频通信和传感应用领域的首选压电材料之一。通过将高含量的Sc元素掺入AlN，器件的压电性能和机电耦合系数能取得显著提升。孙教授在报告中详细介绍了AlScN薄膜制备技术的衍进、挑战和最新进展，并期望其能在半导体领域有更为广阔的应用。

北京工业大学邓文杰博士作报告

北京工业大学邓文杰博士以《多维度智能异质结光电探测器》为题，介绍了多维度光场信息探测器技术研究、智能光电感知技术研究。围绕器件中光子电子行为操控及探测机制创新、器件响应编码/解码机制等关键科学问题，实现了光谱、偏振、强度、空间特征分布等多维光场信息的智能化探测。

北京理工大学王业亮教授作报告

北京理工大学王业亮教授以《二维材料超结构及性质的探测与操纵》为题，介绍了石墨烯的蜂窝状结构及新颖特性激励人们研究其他二维原子晶体材料及应用。采用分子束外延生长技术可获得高质量的二维原子晶体材料及异质结构。本报告将涉及石墨烯，硅烯1、锗烯2、铪烯3，锑烯4，过渡金属硫化物PtSe2、VSe2单层膜及面内结构的调制与功能化研究5,6；也将介绍一种具有超导和拓扑性质的二维叠层异质结构及在拓扑量子计算方面的潜力7。这些新型二维原子晶体材料及异质结构具有优异的物理化学性质，在纳电子学器件及相关领域具有很好的应用前景。

北京大学物理学院唐宁教授主持会议

本次论坛与会专家分享了在材料、器件、系统等新一代信息技术领域所取得的重要进展，以及对目前存在的挑战、机遇和未来发展的剖析。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，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。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。

总结环节，江风益院士对本次会议进行了点评。江院士表示，本次论坛紧凑而有成效，热烈而富有启发，充分展示了我国科学家在材料、器件、系统等新一代信息技术领域的最新进展和突出优势，是一场思想碰撞的学术盛宴，希望未来能够继续举办。同时，他对参会学者在材料、器件和系统等多个创新链条和体系所取得的重要进展表示祝贺，并鼓励青年才俊牢记使命责任，勇于创新争先，在实现高水平科技自立自强的伟大征程中越走越远，越飞越高，绽放更多的光彩，做出无愧于新时代的突出贡献。