2025年招生博士的导师和科研方向介绍

拟开展课题题目：微纳磁传感芯片及其测量系统

主要研究内容：

本学位论文面向地矿勘探、生物医学（心磁图、肝磁、癌症标志物检测）、无损探伤等领域对超高灵敏度磁场测量的迫切需求，开展高温超导量子干涉器件（SQUID）磁力仪或磁电耦合MEMS芯片等高灵敏度微纳磁传感芯片的研究；突破薄膜外延工艺、传感器设计、微纳加工制造、读出电路设计和系统集成等方面的关键科学和技术问题；研制出全功能极微弱磁场测量系统；探索该测量系统在上述某领域的应用；实现从材料到微加工芯片制备，从电路到应用的全流程研究开发。博士研究生可以根据自己的专业特长、兴趣和能力选择部分或全部研究内容开展研究工作。

预期研究成果及其体现方式：

博士生经过4年的深入研究，预期发表中科院大类一区电类论文1篇，二区2篇；获得研究生电类竞赛国奖1项；研究成果实现转化应用。

拟开展课题题目：高迁移率氧化物薄膜晶体管的设计和制备研究

主要研究内容：

薄膜晶体管（TFT）是平板显示的核心器件，不论AMLCD显示还是AMOLED显示，其每一个像素都依赖TFT进行开关和驱动。氧化物TFT以其迁移率较高、大面积均匀性较好、制备工艺温度较低等诸多优势被认为最有可能应用于下一代平板显示中。对显示器而言，分辨率和帧频是主要参数，分辨率代表显示器像素的多少，帧频表示显示器在每一秒内显示的图像的数量。显然，高分辨率、高帧频下更易获得更好的观看体验。随着分辨率的提高，选通时间减少，这就要求TFT能提供更大的驱动电流以完成对电容的充电。同样，随着帧频的提高，对TFT的电流驱动能力要求也越来越高。迁移率是衡量TFT驱动能力的关键。以IGZO为代表的主流金属氧化物TFT迁移率（一般<30cm2/Vs）虽然可以满足4K×2K等高清显示器的要求，但是随着分辨率和帧频的不断提高，更高迁移率（> 30cm2/Vs）的新型氧化物半导体材料的开发将成为必须。

预期研究成果及其体现方式：

中科院大类一区文章、专利成果转化

拟开展课题题目：High-K HfO2薄膜铁电性研究与Si晶圆集成

主要研究内容：

本课题致力于揭示High-k HfO₂薄膜中铁电相的形成机制，并通过界面工程优化其与Si晶圆的异质集成工艺，以解决传统铁电材料与CMOS技术兼容性不足的瓶颈问题。研究将通过元素掺杂(如Zr、La、Sm等)和应力调控以及界面缓冲层的选择等手段优化HfO₂薄膜的铁电性能，并探索其在Si晶圆上的集成工艺，确保集成后结构稳定，以实现高性能的铁电存储器件。

集成电路持续向小型化、高性能发展，HfO₂薄膜因高介电常数可减小栅极电容漏电。同时，HfO₂薄膜的铁电性使其在非易失性存储器（如FeFET）中具有巨大应用潜力。其与Si晶圆的集成能够兼容现有CMOS工艺，降低制造成本，同时提升存储器的密度和性能。此外，HfO₂薄膜的铁电性还能够用于新型逻辑器件和传感器，进一步拓展集成电路的功能。

预期研究成果及其体现方式：

研究成果以论文形式体现，预期在中科院大类1区、2区发表电子类、物理类高水平论文2-4篇。