二维铁电材料的设计

基本信息
批准号:21573084
项目类别:面上项目
资助金额:67.00
负责人:吴梦昊
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李银,张祖泉,宋红月,张赵倩,米雪娅,马亮
关键词:
二维材料铁电性功能化第一性原理异质结
结项摘要

Two-dimensional (2D) materials with high mobility (graphene, MoS2, phosphorene, etc.) hold the promise to take the place of silicon as the fundamental materials for circuits of a new generation. To enable them non-volatile memory, much research has been devoted to inducing magnetism on them. However, similar to diluted magnetic semiconductors, magnetic 2D materials encounter problems like chemical instability, low magnetic moments, lacking of bandgaps, and low Curie temperature. Those problems are expected to be solved by the ferroelectric 2D materials proposed in this program, note that many functionalized 2D materials that have been fabricated recently may become ferroelectric. By selecting proper chemical functional groups, in this program we will design a number of ferroelectric 2D functionalized materials, and field effect transistors, PN junctions, ferroelectric/multiferroic junctions with multiple resistance states based on them, referring to the concepts from 3D metal oxide heterostructures. They constitute a new family of 2D multifunctional devices thinner than 1nm, which are expected to be directly integrated into future circuits based on 2D materials. The program will be also focused on heterostructures based on 2D materials functionalized by different groups, the polar discontinuity and charge transfer at the interface will be investigated, and the mechanism of 2D ferroelectric tunneling will be studied for enhancing the giant electroresistance. The research in this program is mainly based on first-principles calculations, and will be combined with experiments through collaborations.

高迁移率二维材料(石墨烯,二硫化钼,黑磷等)有望取代目前硅材料成为新一代电路基本材料。为了使其同时拥有非易失性记忆功能,有大量研究试图使其获得磁性。但类似于稀磁半导体,磁性二维材料面临着化学性质的不稳定,饱和强度低,缺少半导体能隙及居里温度低等诸多问题。本项目提出的铁电化二维材料有可能解决以上问题,而近来合成的功能化二维材料中不少就有望能够铁电化。通过合适化学基团的选取,借鉴三维金属氧化物异质结的各种概念,本项目将设计出多种铁电性的功能化二维材料,及以此为基础的场效应管,PN结,拥有多阻态的铁电/多铁隧穿结,构成一个二维多功能新型器件的家族,其厚度在1纳米以内,有望直接集成于未来基于二维材料的电路中。本项目还将关注以不同基团在二维材料上修饰的异质结,将分析界面处的极化不连续和电荷转移,并通过研究二维铁电隧穿机制提高其巨电致电阻。研究方法将以第一性原理计算为主,并将通过合作与实验结合。

项目摘要

高迁移率二维材料(石墨烯,二硫化钼,黑磷等)有望取代目前硅材料成为新一代电路基本材料。为了使其同时拥有非易失性记忆功能,有大量研究试图使其获得磁性。但类似于稀磁半导体,磁性二维材料面临化学性质的不稳定,饱和强度低,缺少半导体能隙及居里温度低诸多问题。本项目提出铁电化二维材料有可能解决以上问题,在该项目支持下主持人目前已预测了十多种铁电性二维材料,将二维铁电体系大为拓展,并以通讯作者在JACS等IF>10的期刊上发表8篇文章。有几种预测体系在随后实验中证实,其中不乏高迁移率半导体,而且居里温度都在室温以上。这些体系中还存在多样的多铁耦合,可以用于信息数据高效的“电写磁读”。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
3

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
4

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021
5

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

DOI:10.13692/ j.cnki.gywsy z yb.2016.03.002
发表时间:2016

吴梦昊的其他基金

相似国自然基金

1

新型二维铁电材料及其应用的理论设计

批准号:11674299
批准年份:2016
负责人:朱文光
学科分类:A2006
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
2

二维铁电材料光致相变的机制研究

批准号:21903063
批准年份:2019
负责人:周健
学科分类:B0302
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
3

多孔铁电驻极体薄膜材料的力电性质及其优化设计

批准号:11072179
批准年份:2010
负责人:万永平
学科分类:A0808
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
4

光电响应的二维多层钙钛矿分子铁电材料的设计合成、结构调控及性能研究

批准号:21875251
批准年份:2018
负责人:孙志华
学科分类:B0502
资助金额:66.00
项目类别:面上项目