麻省理工学院-物理-量子光学物理、通讯物理项目

科研内容

用于电子应用的二维材料
关键词：采购产品设备物理，纳米材料，电子，石墨烯
招募对象：对应用于手机、电脑等电子设备中的物理和基本电子元器件感兴趣的学生
项目摘要：在过去的60年,小型化硅应变等设备和性能介绍助推器high-κ门电介质和金属盖茨成功方法满足贪得无厌需求更高的性能和更低功耗的电子系统。然而，传统硅器件的性能和规模正在向其科学和技术极限，特别是对5纳米以下的金属氧化物半导体场效应晶体管，从而推动了电子工业对新材料的追求。目前国际半导体技术路线图评估了下一代半导体器件的技术需求，其突出特点是二维(2D)材料(如石墨烯和MoS2)是取代硅成为主流电子材料的潜在候选者。
自2004年石墨烯成功分离并首次电表特征以来，二维材料因其独特的物理性质，不仅受到物理学家和化学家的高度关注，也受到电子器件和生物医学工程师的高度关注。二维材料研究的先驱者Geim和Novoselov的突破意义，在短短6年(2010)的诺贝尔物理学奖中得到了证明。本课程将重点介绍二维材料(包括半导体、金属、有机物和绝缘体)的电学和光学特性，并展示如何利用这些特性来制作器件。它以各种各样的设备加以说明，特别强调新的和正在出现的技术。应用范围包括二极管、晶体管、忆阻存储器、光电探测器、太阳能电池(光伏)、显示器、发光二极管、光子器件和柔性电子器件。在课程结束时，学生被鼓励选择一份申请并写一份2-3页的复习报告。
用于电子、光电和传感器应用的二维材料的合成
关键词：化学气相沉积，器件物理，纳米电子，石墨烯
招募对象：对物理、材料科学和电机工程感兴趣的学生
项目摘要：二维(2D)材料，包括金属石墨烯、绝缘六边形氮化硼(h-BN)和半导体过渡金属双硫族化合物(TMDs)正在我们的半导体工业中掀起一场革命，将器件的规模缩小到原子水平。其二维性质赋予其许多独特的性质，如无悬空键的高水平集成、垂直尺寸的极限缩放几乎完美的栅极静电控制、强激子效应和自旋谷耦合等，为许多革命性的技术提供了可能。然而，如果没有大规模的合成方法的发展，这些都不可能成为现实。化学气相沉积(CVD)技术在合成具有可规模化生产能力的高质量二维晶体方面具有广阔的应用前景。
在本课程中，学生将了解二维材料CVD的发展现状及其在下一代电子、光电和传感器应用方面的前景。将讨论几种具有代表性的生长技术，以获得大面积和高质量的二维材料，然后进行实验室演示。学生将在实验示范课程结束后，收集资料，并比较各种方法生长的二维原子层的电学、光学、形态特性。课程结束时，我们还将讨论这个快速发展的研究领域的主要挑战和未来的机会。

学校简介

麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology, MIT），创立于1861年，坐落于美国马萨诸塞州剑桥市（大波士顿地区），是世界著名私立研究型大学。作为世界顶尖高校，麻省理工学院（MIT）尤其以自然及工程学享誉世界，位列2015-16年世界大学学术排名（ARWU）工程学世界第1.计算机科学第2.与斯坦福大学、加州大学伯克利分校一同被称为工程科技界的学术领袖。截止2016年，麻省理工共走出了19位图灵奖（计算机界最高奖）得主；先后有87位诺贝尔奖得主在麻省理工学院工作或学习过。