（通讯员：叶红利）2021年03月27日下午16点，材料学院学术论坛博士宣讲会在四号楼323成功举办。此次宣讲会邀请到刘帅博士和郭奕谦博士为同学们讲解相关的研究课题，共计220名同学参加了此次活动。

刘帅博士展示的课题是《二维异质结构的高性能逻辑器件研究》。首先，刘帅博士讲解了课题的研究背景，随着科技的不断发展，电子器件遵循着摩尔定律尺寸不断缩小。然而随着尺寸的不断缩小，通道缩小，驱动电流减少，功耗增加，传统的硅基材料已经无法满足需求。由于石墨烯的发现，人们想到了采用二维半导体。与纳米线的最大区别在于，二维材料可以平面展开。集成电路的成功在于平面集成工艺，然而现在平面集成的密度已经很难提高，纳米线很难做成有序的定向。石墨烯的引入可以显著降低器件厚度，并且具有极高的迁移率，但是没有禁带，打开禁带增加了工艺成本，很难满足实际应用。相比于石墨烯，过渡金属硫化物（TMDc）材料有诸多优势，同样具有原子级平整度，而且有带隙，其中硫化钼以其迁移率、开关比被认为是希望替代硅的材料。接着，刘帅博士还介绍了目前二维材料转移过程中常用转移方法（CVD法和机械剥离法），并在实验中衍生出一套独立的干法转移技术。 这种干法转移技术可以更高效快捷的拾取材料。该方法最大的优点就是可以制备原子级平整度的异质结样品。

接着，刘帅博士向同学们介绍了实验的试剂和仪器、样品的制备、样品的测试和表征等实验内容，并向同学们讲解了实验的结果及意义：首次利用干法转移制备了无回滞的二维范德瓦尔斯异质结逻辑器件 NMOS反相器。使用hBN封装的少层 MoS₂ FET的电流开关比、峰值跨导、亚阈值摆幅和场效应迁移率分别为4×10⁷、3.5 μS、70 mV/dec 和 60 cm² V^-1 s^-1，且没有产生回滞现象。采用单个 MoS₂ 薄膜制备 NMOS，在 VDD=2 V 时表现出高达12的电压增益且反相器的静态传输特性没有回滞产生。

郭奕谦博士展示的课题是《热障涂层的CMAS腐蚀及防护研究》。首先，郭奕谦博士讲解了课题的研究背景。航空发动机是国家核心竞争力的体现。然而发动机工作温度越高，实际效能与理想效能差距越大。涡轮叶片是发动机最关键核心部件。金属结构材料是现役与在研发动机唯一的涡轮叶片材料。但在近30年的研究中，材料的承温提高仅约100℃。高温合金的发展跟不上航空发动机设计要求。于是热障涂层的提出是关键。热障涂层（TBC）将耐高温、隔热、抗腐蚀的陶瓷与金属基体复合，降低金属表面温度的热防护技术。其优点在于增加发动机推力和效率；延长热端部件寿命；提高合金耐蚀能力；降低发动机油耗。

接着，郭奕谦博士介绍了课题的研究现状及问题。PS-PVD (Plasma spray physical vapor deposition)等离子物理气相沉积：高性能TBC制备技术的发展方向。它结合了EB-PVD和PS的优点，使其在超低压环境下，利用高能等离子体将材料气化，随高速等离子射流沉积在工件表面形成涂层的技术。PS-PVD过程中，在不同位置的射流中可以实现液、固、气多相的快速复合沉积。通过调控工艺参数，可以获得不同微观结构的涂层，使得涂层的结构和性能具有高度柔性设计性。接着，郭奕谦博士向同学们介绍了实验的试剂和仪器、样品的制备、样品的测试和表征等实验内容，并向同学们讲解了实验的结果及意义：大功率喷枪在高达180kW，微秒气化高熔点陶瓷材料；低工作气压下，射流在轴向和径向大尺度膨胀，大面积沉积；粒子动能大，具有绕镀功能，可实现非视线区域均匀沉积。

本次活动中，两位博士的讲解清晰且内容颇丰，向研一的同学们介绍了自己的课题，拓宽了同学们的视野，提升了同学们的科学素养。通过本次活动，同学们对二维异质结构和热障涂层都有了一定的了解，在宣讲会结束后也进行了讨论交流，收获良多。