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刘驰
性 别 最高学历 博士研究生
职 称 研究员 专家类别 博士生导师
部 门 先进炭材料研究部
通讯地址 辽宁省沈阳市沈河区文化路72号,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部
邮政编码 110016 电子邮件 chiliu@imr.ac.cn
电 话 +86-24-23971573 传 真  
简历:

教育经历

2008-09-01 至 2013-07-05,北京大学,微电子学与固体电子学,博士

2004-09-01 至 2008-07-01,吉林大学,微电子学,学士

博士后工作经历

2013-10-24 至 2016-10-22,日本 东京大学

科研与学术工作经历

2022-09-30 至 今,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部,研究员

2020-12-14 至 2022-09-29,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部,项目研究员

2016-11-01 至 2020-12-13,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部,副研究员

研究领域:

基于低维材料的新原理电子器件

承担科研项目情况:

(近期主持的科研项目)

(1) 国家自然科学基金委员会,原创探索计划项目,62450124,热发射极晶体管研究,2025-01-01至2025-12-31,100万元,在研,主持。

(2) 中组部,国家人才计划青年拔尖人才项目, 2024-10-10至2027-10-10,180万元,在研,主持。

(3) 辽宁省科学技术厅,辽宁省杰出青年基金计划项目,2025010065-JH6/1011,面向高速应用的新型热载流子晶体管研究,2025-01-01至2026-12-31,100万元,在研,主持。

(4) 国家自然科学基金委员会,面上项目,62074150,基于石墨烯-IV族半导体肖特基结的实空间转移晶体管研究,2021-01-01 至 2024-12-31,61万元,结题,主持。

(5) 国家部委,新型器件研究,2020-08 至 2023-08,180万元,结题,主持。


重要科研成果

作为现代信息技术的基石,集成电路的核心元件——晶体管可分为数字晶体管和射频、光电等复合功能晶体管两大类。随着集成电路技术的发展进入后摩尔时代,晶体管在功耗控制与速度提升等方面面临根本性挑战,例如:在数字领域,受玻尔兹曼热力学分布约束,传统晶体管的亚阈值摆幅存在60 mV/decade的理论极限,导致单个器件的功耗特性难以突破,成为制约集成电路集成度提升的关键瓶颈;在射频领域,受基区/沟道渡越时间效应限制,传统晶体管的电流增益截止频率难以满足6G通信技术对太赫兹级工作频率的核心需求。造成这些问题的主要因素之一是:传统晶体管通过调控热平衡载流子实现导通与关断,载流子的输运原理和速度等限制了器件的性能和功能。因此,突破热平衡态载流子输运的物理限制已成为发展新一代高性能晶体管的关键科学问题之一。

热载流子因其平均动能显著高于热平衡态载流子,展现出独特的高能态分布与超快迁移特性,为突破玻尔兹曼极限和探索非平衡态量子输运提供了新路径。基于此,刘驰提出“粒子注入”与“粒子激发”双模态热载流子调控策略,实现热载流子浓度与能量分布的精确调控,构筑了一系列基于热载流子机制的新型晶体管:1)通过采用“粒子注入”,建立了肖特基发射机制,构筑了具有太赫兹工作潜力的硅-石墨烯-锗晶体管(Nature Commun. 10 (2019) 4873);2)通过采用“粒子激发”,建立了正反馈发射机制,构筑了探测度达9.8×1016 Jones的超灵敏双异质结晶体管(二维器件最高值)(Nature Commun. 12 (2021) 4094);3)通过耦合“粒子注入”与“激发”,建立了受激发射机制,构筑了热发射极晶体管,实现了0.38 mV/dec的亚阈值摆幅(国际最小值)、126的峰谷电流比(石墨烯器件最高值)和多值逻辑电路(Nature 632 (2024) 782)。这些研究成果被Nature Electron.等专题评述,为后摩尔时代解决电子器件与系统受限于热平衡载流子输运的瓶颈问题提供了基于热载流子机制的新范式。

基于上述研究成果,刘驰主持了国家自然科学基金青年科学基金、面上、原创探索计划、中组部、国家部委和中国科学院等项目10余项,以第一或通讯作者在NatureNature CommunicationsNational Science ReviewAdvanced Materials以及IEEE Electron Device Letters等期刊和会议发表论文40余篇,在国内外会议做受邀报告20余次,申请发明专利10余项,任全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组委员和JMST期刊青年编委等职务,入选国家人才计划青年拔尖人才、国家网信领域优秀人才、辽宁省杰青和优青、沈阳市杰出人才、中国科学院首批特聘研究岗位、中国科学院金属研究所优秀青年学者奖等人才计划和学术奖励。

社会任职:
获奖及荣誉:

(1) 刘驰,国家人才计划青年拔尖人才,中组部,2024。

(2) 刘驰,网信优秀人才,中国互联网发展基金会,2025。

(3) 刘驰,辽宁省杰出青年基金入选者,辽宁省科学技术厅,2025。

(4) 刘驰,沈阳市杰出人才,沈阳市人力资源和社会保障局,2024。

(5) 刘驰,中国科学院首批特聘研究岗位,中国科学院,2022。

代表论著:

(1) Chi Liu*#;Xinzhe Wang#;Cong Shen#;Laipeng Ma#;Xuqi Yang;Yue Kong;Wei Ma;Yan Liang;Shun Feng;Xiaoyue Wang;Yuning Wei;Xi Zhu;Bo Li;Changze Li;Shichao Dong;Lining Zhang*;Wencai Ren;Dongming Sun*;Huiming Cheng;A Hot-Emitter Transistor based on Stimulated Emission of Heated Carriers,Nature,2024,632(8026):782-787 (第一作者&共同通讯作者,综合性期刊1 区Top,IF=50.5).

(2) Chi Liu#;Wei Ma#;Maolin Chen;Wencai Ren;Dongming Sun*;A Vertical Silicon-Graphene-Germanium Transistor,Nature Communications,2019,10: 4873 (第一作者,综合性期刊1 区Top,IF=15.7).

(3) Shun Feng#;Chi Liu#;Qianbing Zhu;Xin Su;Wangwang Qian;Yun Sun;Chengxu Wang;Bo Li;Maolin Chen;Long Chen;Wei Chen;Lili Zhang;Chao Zhen;Feijiu Wang;Wencai Ren;Lichang Yin*;Xiaomu Wang*;Huiming Cheng*;Dongming Sun*;An Ultrasensitive Molybdenum-Based Double-Heterojunction Phototransistor,Nature Communications,2021,12: 4094 (共同第一作者,综合性期刊1 区Top,IF=15.7).

(4) Shun Feng#;Ruyue Han#;Chi Liu*;Dayu Jia;Guoteng Zhang;Xi Zhu;Bo Li;Yun Sun;Chuang Li;Yuping Gao;Tonglei Cheng;Zheng Han;Huiming Cheng;Dongming Sun*;A Charge-Coupled Phototransistor Enabling Synchronous Dynamic and Static Image Detection, Advanced Materials,2025,37(24):2417675 (共同通讯作者,材料科学1 区Top,IF=26.8).

(5) Bo Li#;Qianbing Zhu#;Cong Cui#;Chi Liu*;Zuohua Wang;Shun Feng;Yun Sun;Honglei Zhu;Xin Su;Yiming Zhao;Hongwang Zhang;Jian Yao;Song Qiu;Qingwen Li;Xiaomu Wang*;Xiaohui Wang*;Huiming Cheng;Dongming Sun*;Patterning of Wafer-Scale MXene Films for High-Performance Image Sensor Arrays, Advanced Materials,2022,34(17):2201298 (共同通讯作者,材料科学1 区Top,IF=26.8).

近期获得专利

(1) 刘驰等,基于锗上外延生长石墨烯技术的硅/石墨烯/锗势垒晶体管阵列及构筑方法,2024-7-17,中国,2024109601159.

(2) 刘驰等,一种基于超薄氧化镓介电层的高性能MoS2晶体管及其制作方法,2024-6-28,中国,202410853287.6.

(3) 刘驰等,基于多功能热发射极晶体管的多值逻辑电路及构筑方法,2024-2-26,中国,2024102100807.

(4) 刘驰等,基于石墨烯/锗肖特基结的多功能热发射极晶体管及构筑方法,2023-9-8,中国,202311154768X.

(5) 刘驰等,一种基于碳纳米管插入层实现金属/锗欧姆接触的平面二极管阵列及其制作方法,2022-5-9,中国,202210502263.7.

学术活动

(1) 刘驰,热载流子晶体管器件,中国材料大会2025,厦门,中国,2025-7-5至2025-7-8(邀请报告)。

(2) 刘驰,基于热载流子机制的新型晶体管器件,中国化学会第一届全国表界面科学会,成都,中国,2025-5-9至2025-5-12(邀请报告)。

(3) 刘驰,新原理晶体管的设计与构筑,面向下一代功能器件的交叉科学战略研讨会,长春,中国,2024-10-24至2024-10-26(邀请报告)。

(4) 刘驰,新型低功耗晶体管器件,人工智能核心技术攻坚青年科学家沙龙,北京,中国,2024-8-30(邀请报告)。

(5) 刘驰,基于低维材料的新型热载流子晶体管,第14届无机非金属材料专题研讨会暨无机非金属材料学科优秀学者论坛,武汉,中国,2024-8-12至2024-8-14(邀请报告)。

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