题目：二维铁电材料的生长与非线性霍尔效应

报告人：马腾  助理教授（香港理工大学）

时间：2024年7月23日（周二）14:30

地点：李薰楼468会议室

摘要：

当传统铁电材料的厚度逐渐趋近于二维极限时，由于存在退极化场和隧穿效应等，铁电极化强度会逐渐减小甚至会完全消失。近年来，越来越多的二维范德华材料被证实可以在数层或单层厚度下能够保持铁电性，同时还兼具金属性、自旋极化和谷极化等其他优异特性。其中二维过渡金属碲化物作为典型的外尔半金属材料，同时具有铁电性、金属性、拓扑态、层数依赖的对称性破缺和非线性霍尔效应等特性，在铁电自旋电子器件和太赫兹探测领域展现出巨大的应用前景。因此如何大面积制备层数可控的二维过渡金属碲化物以实现室温铁电性和超强非线性霍尔效应，是二维铁电材料在器件应用领域的关键。

针对上述科学问题和挑战，本报告将围绕二维铁电材料的生长与非线性霍尔效应的基本问题，从以下三个方面介绍我们的研究成果：（1）在二维碲化钼材料的研究中，我们提出了“同质外延”化学气相沉积生长策略，有效控制了二碲化钼仅在单层表面形核，解决了其层数不均匀的技术难题，最终实现了亚毫米级单晶及厘米级多晶双层和三层薄膜的制备，首次在双层二碲化钼单晶中观测到铁电性与金属性的共存，并实现了超强非线性霍尔效应。（2）在制备二碲化钼材料的基础上，进一步通过调控前驱体的化学势，改变了二碲化钼的堆垛次序，从而极大地增强了晶体对称性破缺的程度，实现了室温下2.4GHz无线电波的高灵敏度探测。（3）创制出一种稳定的新型单相三元碲氧化钼。在二碲化钼体系中周期性引入氧元素，不但极大增强了二碲化钼的稳定性，同时进一步破坏了晶体的对称性，最终将非线性霍尔效应的观测温度提高到室温，为在太赫兹探测方面的应用奠定了材料基础。

个人简介：

马腾，2010年本科毕业于天津大学材料科学与工程学院，2016年博士毕业于中国科学院金属研究所，2016-2022年先后在剑桥大学工程系Andrea Ferrari课题组和新加坡国立大学化学系Kian Ping Loh课题组开展博士后研究，2022年6月入选香港理工大学战略人才引进计划，并担任应用物理学系助理教授（研究）、博士生导师。马腾长期从事二维半金属材料的化学气相沉积法制备与器件应用研究，在Nat. Nanotech. (1),Nat. Commun. (5),Proc. Natl. Acad. Sci. (1),Light Sci. Appl. (2),Adv. Mater. (2),ACS Nano (5),Nano Lett. (1),Adv. Funct. Mater. (2)等发表SCI论文30篇，总引用3800余次，已申请国家发明专利4项、新加坡发明专利1项，国际PCT1项。曾获中国科学院优秀博士学位论文、中国科学院院长优秀奖、天津大学优秀毕业生等。兼任《Frontiers in Neuroscience》专题编辑和《Crystal》客座编辑，并担任ACS Nano,Chemistry of Materials、2D Materials、Nanoscale等多个期刊审稿人。