王浩林
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王浩林,男,工学博士,讲师,硕士研究生导师。 2016年从中国科学院半导体研究所获材料物理与化学专业博士学位,同年7月加入西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院。
所在学科:材料科学与工程 研究方向:超宽禁带半导体材料与器件、低维半导体材料与器件
主要从事超宽禁带半导体材料(六方氮化硼、氢终端金刚石等)及低维半导体材料(石墨烯、过渡金属硫族化合物等)的制备及器件应用研究。首次采用离子束溅射沉积技术制备了大面积单层六方氮化硼(h-BN),并对其深紫外光电器件应用进行了前瞻性研究;开发了基于h-BN栅介质材料的氢终端金刚石场效应晶体管,显著提升了迁移率等器件参数;提出了一种大面积多层h-BN薄膜的制备手段,为其在超宽禁带半导体器件中的应用奠定了基础;国内首次报道了以薄层石墨为接触电极的h-BN/双层石墨烯/h-BN异质结器件,观测到了一系列偶数分母分数量子霍尔态;首次开展了h-BN/转角二维半导体/h-BN异质结器件的电输运特性研究,揭示了其中广义魏格纳晶体和莫特态的量子临界行为。已主持承担国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金、陕西省自然科学基金以及广东省基础与应用基础研究基金等项目,在Nature Communications、Advanced Materials、Small、Applied Physics Letters等学术期刊发表SCI论文20余篇。
研究方向一
金刚石作为一种重要的超宽带隙半导体材料,具有宽带隙、高载流子迁移率、大载流子饱和速度、高热导率以及大击穿场等优异特性。因此,金刚石电子器件可以在高温或强辐射等恶劣环境下使用,在大功率和高频电子系统中应用潜力巨大。然而,金刚石的高效稳定体掺杂目前仍较为困难,因此其场效应晶体管(FETs)通常采用氢终端表面作为沟道。我们采用范德华拾取转移方法,在氮气氛围手套箱中将h-BN介质层转移至超高真空退火后的氢终端金刚石表面,将其作为金刚石场效应晶体管的栅介质。得益于h-BN介质层优异的表面特性和介电特性,金刚石场效应晶体管表现出优异的器件特性。针对高质量h-BN晶体在可扩展性方面的局限性,我们利用空间限域手段实现了晶圆级多层h-BN薄膜的可控合成。多层h-BN薄膜进一步被用作氢终端金刚石FETs的栅极电介质,器件性能与常用电介质相当,为其在氢终端金刚石器件中的应用铺平了道路。
研究方向二
低维半导体材料因其超薄体结构在后摩尔时代(Post-Moore era)半导体器件以及面向量子计算(Quantum computing)的新型电子器件领域具有广阔应用前景。我们利用范德华拾取转移制备了以薄层石墨为接触的h-BN/双层石墨烯/h-BN异质结器件,通过电输运测量观测到了朗道能级填充因子为−5/2、−1/2、3/2的一系列偶数分母不可压缩态。结果表明该器件具有很高的质量,系该重要方向首次在国内报道,相关结果有望应用于拓扑量子计算领域。我们首次制备了转角双层二硒化钼/h-BN异质结器件,并研究了其中广义维格纳晶体(莫尔填充为分数)以及莫特态(莫尔填充为整数)的电输运特性。进一步研究证实广义维格纳晶体可以经历连续的金属-绝缘体相变,并表现出量子临界标度行为。与之相比,莫特态表现出另一种金属-绝缘体相变行为。
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1. 国家重点研发计划子课题:氮化硼薄膜外延生长与光电性质研究
2. 国家自然科学基金:毫米级六方氮化硼单晶畴的可控制备及其电学器件应用
3. 陕西省自然科学基础研究计划:二硫化钼/六方氮化硼异质结的免转移制备及其性质研究
4. 广东省基础与应用基础研究基金:h-BN/石墨烯异质结型日盲紫外探测器研究
5. 南京大学固体微结构国家重点实验室开放课题:h-BN/氢终端金刚石异质结二维空穴气的电输运特性研究
6. 校企合作横向课题:基于新型电介质的氢终端金刚石大功率场效应晶体管的研发
培养理念:着重培养学生的动手能力和独立思考的习惯,以适应当今飞速发展的信息时代
主讲课程:《量子力学》、《半导体光电材料与器件》和《电子信息材料与器件》等课程
毕业去向:指导研究生超过8名,已毕业学生就职于华为、中兴和中航工业集团公司等企业
招收材料、物理及化学等专业的硕士
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联系方式:hlwang@xidian.edu.cn