我院黄维院士团队王来源副教授课题组发表《Nature Materials》发现“拉锁式层内劈裂层间重组”全新相变机理（附博士后招聘、博士招生）

范德瓦尔斯（vdW）相变半导体具有丰富的结构和独特的物理性质，其相变结构和性质可由多物理场刺激灵活调控，在构筑新兴感存算一体神经形态器件中展现出巨大的应用潜力，使得这类半导体材料在后摩尔时代新一代信息器件领域备受关注。研究者们也相继投入大量精力去探索范德瓦尔斯半导体中由多种外部刺激（如电子束/激光辐照、离子插层、静电门控等）驱动的相变过程及其伴随的物理性质演化规律。构筑原位微纳器件，从微观尺度理解其相变动力学、传播路径及相关物理性质的演化过程，对于挖掘其在实际技术中的应用潜力至关重要。

中山大学柔性电子学院黄维院士团队王来源副教授课题组长期聚焦微纳光电器件的研究，针对相变半导体，探究其在电子束/激光辐照、离子掺杂、静电调控等多种外界刺激下的相变行为及其物理性质的转变，进而构筑高性能多功能新兴信息器件。近期团队与加州大学洛杉矶分校和兰州大学合作，打破传统理论，在国际顶级期刊Nature Materials上发表题为《Interlayer reconstruction phase transition in van der Waals materials》的研究论文，发现了一种全新的“拉锁式层内劈裂层间重组”相变机制，有望用于开发低能耗感存算一体神经形态器件。

图1.  拉锁式层内劈裂层间重组相变

传统理论指出，范德华半导体材料的相变主要通过层内滑移或扭转形变机制来实现，且原子重组主要发生在每个独立的共价键层内。在实际研究中，精确捕捉范德华半导体材料在原子尺度上的相变动力学过程及其伴随的原子重排机制面临着严峻挑战，主要原因在于相变过程的快速性和极端空间高分辨率的要求。构筑原位微纳器件，在多场刺激下原子尺度解析器件使得这一研究成为了可能。

图2. 基于范德瓦尔斯半导体构筑的原位微纳器件，多物理场刺激下解析相变示意图

研究团队选择了铁电二维层状In₂Se₃作为研究对象，利用外部电压（或电流）外场调控，通过可控电流驱动相变的方法，结合原位球差扫描透射电子显微镜技术，揭示了二维层状In₂Se₃材料从半导体相（2H-α相）到半金属相（2H-β相）的层间相变机制。观察到了电压诱导下的相变起始于材料的局部缺陷区域，随后逐渐蔓延至整个材料，此过程中伴随着导电性的显著变化。首次揭示了In₂Se₃相变材料的2H-α到2H-β相变先后经历层内劈裂（即层内结构的分离）和层间重构（即层间结构的重新组合），与以往层内原子重排路径的传统猜测和认识明显不同。

图3. 范德瓦尔斯半导体In₂Se₃由2H-α到2H-β相变过程解析

不仅如此，研究工作进一步发现相变的传播方向可由电流方向调控，针对微观原位器件作了精细的温度解析，发现了异质结界面存在显著的珀耳帖效应（Peltier effect）。密度泛函理论（DFT）计算揭示了“能量级联机制”驱动了其层内分裂与层间重构相变过程，其中的化学键断裂与形成是造成能量变化的主要来源。特别是，范德华间隙区域内的结构促进了共价层中化学键的断裂，显著地降低了相变所需的激活能，为相变发生提供了有利条件。这一发现揭示了范德华材料相变的新机制，为该类材料在低能耗相变存储器或类神经元等新兴器件中的研究和应用开辟了新的途径。

黄维院士团队王来源副教授课题组博士后招聘/博士招生：

• 课题组简介：王来源博士，国家级海外高层次青年人才引进计划，中山大学柔性电子学院副教授（一级），博士生导师，博士后合作导师，逸仙学者。博士毕业于柔性电子全国重点实验室，导师黄维院士；加州大学洛杉矶分校（UCLA）博士后，导师段镶锋（Xiangfeng Duan）教授。研究兴趣包括：微纳光电信息器件、光电器件集成系统、有机/柔性电子器件、透射电子显微镜（TEM）/扫描隧道显微镜（STM）和光谱等原位探测纳米技术。近五年来，以第一或通讯作者在Nature Nanotechnology、Nature Materials、Matter、Nano Letters、Advanced Materials等国际顶级学术期刊发表研究论文十余篇，多项科研成果被Nature Nanotechnology、Nature Review Chemistry等国际顶级学术期刊广泛引用并报导，申请授权专利5项，美国专利1项。承担国家级/省部级科研项目5项，担任SCI期刊Sensor客座编辑，Information ＆ Functional Materials等杂志青年编委。担任光电材料与技术国家重点实验室固定成员、中南大学超微超快省重点实验室学术委员会委员、江苏省柔性电子重点实验室学术委员会委员等职务。

课题组已已安装齐全的微纳加工和测试设备，此外还购置了扫描隧道显微镜、TEM一体化样品杆、针尖增强拉曼光谱系统、飞行时间二次离子质谱等高精尖设备。因发展需要常年招收博士生、招聘博士后。诚挚欢迎加盟！

二、博士/博士后应聘条件

（1）已经或即将毕业的本科生/硕士生/博士生；

（2）对微纳光电半导体器件研究具有极高的热情，主动性较强、基础扎实、创新能力强；

（3）有微纳光电器件加工与测试、二维半导体材料制备、扫描隧道显微镜等相关实验背景、并已在相关领域发表过论文者优先考虑。

三、博士后岗位待遇

（1）待遇丰厚，可根据申请人学术水平调整，可申请独立人才公寓一套，并按照深圳市有关规定享受社会保险和住房公积金，此外还享受过节费、餐补、计划生育奖励、高温补贴、免费体检等福利待遇；

（2）优秀者可以申请中山大学逸仙博士后，年薪不低于50万；

（3）优秀博士后出站可直接申请中山大学教研岗系列教师；

（4）如有需要，支持博士后出国交流深造。

四、申请方式

请申请人直接将申请材料发送至：wangly257@mail.sysu.edu.cn

邮件主题请注明："姓名-学校/工作单位-申请岗位"。

申请材料包括：个人简历；代表性论文及其他能够证明本人成果的材料。