亮点文章
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La3Ni2O7在高压条件下表现出近80 K的超导电性, 是继铜氧化物高温超导体之后第二类超导转变温度进入液氮温区的层状非常规超导体, 其发现引起了国际上的广泛关注. 利用最近发展的金刚石对顶砧(DAC)准静水压技术, 本课题组在La3Ni2O7高压电输运测量方面取得了一些重要进展, 率先发现了其高温超导零电阻现象, 并揭示了超导与奇异金属态之间的内在联系. 本文简单概述我们在该方面取得的一些研究进展, 包括DAC准静水压技术的发展、La3Ni2O7超导零电阻的发现过程、超导转变温度Tc与线性电阻系数之间的联系, 以及修正后的压力-温度相图等. 结合后续发现的其他类型的镍基高温超导材料的压力-温度相图, 本文还分析了镍基高温超导与密度波转变和结构相变之间的可能联系, 为后续镍基高温超导的研究提供借鉴.
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在后摩尔时代, 随着器件物理尺寸的缩放极限和冯·诺依曼架构的局限性逐渐显现, 传统硅基集成电路领域面临严峻挑战. 然而, 二维层状材料凭借无悬挂键、高载流子迁移率、高光生载流子浓度等独特的物理特性, 有望突破这些瓶颈. 目前, 许多二维材料已经实现了规模化生长与应用, 在高性能单一功能器件、多功能融合器件、逻辑电路和集成芯片制造与应用当中展现出巨大的潜力. 本文综述了二维材料的基本特性、构成的基础功能器件、功能电路模块以及三维集成等方面的研究进展, 重点探讨了二维材料在规模化集成方案方面的挑战和解决路径, 并为未来的发展方向提出了展望.
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铁电薄膜及其集成的铁电器件受到了极大的关注. 传统铁电薄膜受限于临界尺寸效应, 难以在厚度逐渐变薄至纳米甚至单原子层时保持铁电性, 这为发展相关纳米电子学器件带来了挑战. 二维范德瓦耳斯材料具有天然稳定的层状结构, 具有表面平整无悬挂键、无层间界面陷阱、甚至在原子尺度极限厚度下仍能保持完整的物理化学特性的优点, 逐渐被人们意识到是实现二维铁电性理想的温床. CuInP2S6, α-In2Se3, WTe2等具有本征铁电极化的二维范德瓦耳斯铁电材料先后被报道, 同时人工堆叠的滑移铁电体如t-BN等也逐渐涌现, 极大扩充了二维范德瓦耳斯铁电材料的体系结构, 为进一步实现铁电的电子元器件微型化和柔韧化提供了新的可能. 本文将对近来报道的二维范德瓦耳斯铁电材料的研究进展进行综述, 探讨它们的组分特征、结构特点及性能调控方法, 并展望此类材料的应用潜力和未来的研究热点.
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密度泛函理论在当代电子结构计算中占据主流地位, 然而其计算复杂度随体系规模呈立方增长, 制约了在复杂体系或高精度计算中的应用. 近年来, 机器学习与第一性原理计算的结合, 为这一问题提供了新的解决方案. 本文对机器学习加速电子结构计算的方法进行了综述, 重点讨论现有研究在加速材料电子结构计算中所取得的重要进展. 此外, 对未来研究中基于机器学习技术进一步克服电子结构计算的精度和效率瓶颈、扩展适用范围、实现在大尺度材料体系中计算模拟与实验测量的深度融合做了展望.
