人物專訪丨南京工業(yè)大學(xué)王琳教授：后摩爾時(shí)代中的二維光電材料
北京卓立漢光儀器有限公司（以下簡(jiǎn)稱卓立漢光）于8月24日-25日在南京舉辦第四屆“逐夢(mèng)光電”國(guó)產(chǎn)光電分析儀器研制與應(yīng)用研討會(huì)。來(lái)自南京工業(yè)大學(xué)的王琳教授在會(huì)議期間接受卓立漢光《視點(diǎn)前沿》欄目的采訪，
奇思妙想探索二維光電材料制備與應(yīng)用
王琳教授課題組研究方向是二維光電材料與器件，主要分為三個(gè)子方向，即材料、物理、信息。*一個(gè)材料方向是關(guān)于二維光電材料本身的設(shè)計(jì)和制備，主要面向有化學(xué)材料背景的同學(xué)們，同學(xué)們可以根據(jù)自己的奇思妙想，利用一些比較新奇的制備方法去制備具有優(yōu)異光物理特性和光電器件性能的材料，這些材料主要是以二維鈣鈦礦為代表的二維鹵化物。第二個(gè)是物理方向，需要通過(guò)二維鹵化物或者二維半導(dǎo)體與其他材料通過(guò)范德華異質(zhì)結(jié)進(jìn)行組裝，從而研究由界面、電荷或能量傳遞引起的發(fā)光物理上的特性。這個(gè)方向適合具有良好物理知識(shí)背景的同學(xué)去從事。第三個(gè)是信息方向，當(dāng)課題組制備出性能優(yōu)異的光電材料并深入了解了其光物理特性之后，需要針對(duì)光電器件的應(yīng)用去開(kāi)發(fā)原型器件，包括存儲(chǔ)器、晶體管和光電探測(cè)器等。目前王琳老師課題組的學(xué)生及老師一共有40余人。
二維材料與后摩爾時(shí)代（Post-Moore Era）
英特爾創(chuàng)始戈登摩爾在60多年前提出摩爾定律，描述電子器件在近幾十年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。指的是每18-24個(gè)月，電子器件的集成密度會(huì)翻倍。隨著器件的特征尺寸逐漸逼近了材料和器件的物理極限，大家發(fā)現(xiàn)這個(gè)摩爾定律失效了，由于后摩爾時(shí)代就出現(xiàn)了。王琳老師介紹道：“后摩爾時(shí)代有兩條常規(guī)的發(fā)展路徑。一是 “More Moore”(延續(xù)摩爾)，更多的是采用更加激進(jìn)的方法將器件的特征尺寸更加微縮化，使得集成密度提升到更高水平，主要是從尺寸集成角度來(lái)講，希望材料能有底層的創(chuàng)新。第二是超越摩爾，也就是“More than Moore”。更多的是強(qiáng)調(diào)單一的器件功能的豐富化，比如把傳感、存儲(chǔ)、計(jì)算等功能集成在一個(gè)單一器件，使得器件功能更加豐富，從而提升集成的密度。這樣單位面積上的器件的數(shù)量和功能得到很大提升，滿足大家對(duì)集成器件更高的要求。
搭建在顯微鏡上的圓偏振發(fā)光（CPL）
王琳老師近年部分研究聚焦在低維材料的圓偏振發(fā)光中。課題組近期《NANO LETTERS》上發(fā)表了一篇文章（Stimulating and Manipulating Robust Circularly Polarized Photoluminescence in Achiral Hybrid Perovskites），文章通過(guò)二維的范德華力把二維非手性鈣鈦礦和二維手性鈣鈦礦連接起來(lái)，制備得到的材料在室溫下的CPL強(qiáng)度有了數(shù)量級(jí)的提升。王琳老師分享了課題組在圓偏振顯微鏡的搭建的經(jīng)驗(yàn)：“圓偏振發(fā)光顯微系統(tǒng)的搭建需要用到四分之一玻片，我們可以在譜儀的激發(fā)或者發(fā)射端通過(guò)四分之一玻片的加入實(shí)現(xiàn)CPL特性的測(cè)量。CPL特性有三種測(cè)量方法：激發(fā)側(cè)起偏、發(fā)射側(cè)檢偏和二者的結(jié)合。CPL也是表征二維材料如二硫化鉬、二硒化鉬等材料的一種重要方法。CPL*大應(yīng)用方向是自旋光電子器件，我們以前主要考慮電荷傳輸及電荷量，但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)自旋作為載流子另外一個(gè)維度的調(diào)控，可以進(jìn)一步豐富器件的功能，出現(xiàn)很多新奇的特性，而圓偏振光在這個(gè)方面是很好的表征手段。”
與卓立漢光一起成長(zhǎng)的科研歷程
作為卓立漢光的老朋友，王琳老師提到，她們課題組的發(fā)展和卓立漢光是密不可分的。她回憶道：“我在2017年認(rèn)識(shí)了卓立漢光的董磊副總經(jīng)理，當(dāng)時(shí)我們有一個(gè)很好的想法，那就是能不能去集成適合研究二維材料微納光電系統(tǒng)的全國(guó)產(chǎn)化設(shè)備，包括熒光、拉曼、光吸收、微納LED測(cè)量，包括低溫和磁場(chǎng)環(huán)境等。我當(dāng)年剛回國(guó)，懷揣對(duì)祖國(guó)的熱情，對(duì)國(guó)產(chǎn)儀器也有別樣的情懷。董總問(wèn)我，你敢不敢做*一個(gè)吃螃蟹的人，我當(dāng)時(shí)也沒(méi)有什么猶豫，就和董總達(dá)成了這樣的協(xié)議。”通過(guò)六年的發(fā)展，王琳老師說(shuō)，她覺(jué)得當(dāng)初的選擇是對(duì)的。她在當(dāng)初選擇了國(guó)產(chǎn)品牌并與它一起成長(zhǎng)，雖然并不是每一臺(tái)國(guó)產(chǎn)儀器都是完美的，但是她也見(jiàn)證國(guó)產(chǎn)儀器從不完美或是比較稚嫩的狀態(tài)走向一個(gè)逐漸完美強(qiáng)大的發(fā)展過(guò)程。“這個(gè)過(guò)程和我自身的科研經(jīng)歷相似，我也是從一個(gè)懵懵懂懂的科研工作者，慢慢看清楚自己想做什么。有些雖然沒(méi)有做到，但是已經(jīng)確定了一個(gè)非常堅(jiān)定的目標(biāo)，我也非常感謝和卓立漢光一起成長(zhǎng)的過(guò)程。‘’
結(jié)束語(yǔ)
在采訪中，王琳老師深入淺出為我們科普了后摩爾時(shí)代，也讓我們看到了二維光電材料與器件的發(fā)展?jié)摿Α?后當(dāng)王琳老師娓娓道來(lái)她與卓立漢光一起成長(zhǎng)的故事的時(shí)候，我們也十分感動(dòng)并非常榮幸能夠參與到這個(gè)與科研工作者一起成長(zhǎng)的歷程中。非常感謝王琳老師對(duì)卓立漢光的信任，也希望能與王老師一起見(jiàn)證二維光電器件在后摩爾時(shí)代中的巨大魅力。
王琳教授簡(jiǎn)介
王琳，南京工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、國(guó)家海外高層次青年人才引進(jìn)計(jì)劃入選者。長(zhǎng)期從事低維異質(zhì)集成材料與器件的研究工作。目前已發(fā)表學(xué)術(shù)論文90余篇，以（共同）通訊作者身份在Nat. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、ACS Nano、Light Sci. Appl.、Nano Today等發(fā)表論文40余篇。曾榮獲國(guó)際健康、科學(xué)與工程組織*佳研究員獎(jiǎng)、國(guó)際先進(jìn)材料學(xué)會(huì)獎(jiǎng)?wù)?、歐洲材料學(xué)會(huì)青年科學(xué)家獎(jiǎng)、江蘇特聘教授、江蘇省“六大人才高峰”高層次人才A類等榮譽(yù)。當(dāng)選國(guó)際先進(jìn)材料協(xié)會(huì)會(huì)員、歐洲先進(jìn)材料大會(huì)科學(xué)顧問(wèn)委員、柔性電子材料與器件工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、InfoMat、中國(guó)激光雜志社、Frontier of Physics青年編委等。
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