理大二維鐵電體研究突破 推動微電子AI領域發展

香港文匯報訊（記者高鈺）二維鐵電體能展現急速的載流子流動，令數據傳輸、存儲及運算速度更高，材料尺寸可顯著縮小，大幅降低能耗；且材料極為纖薄，透明度與柔韌度出色，適用於製作電子設備。其中，二維硒化銦（In2Se3）的二維五重原子層中同時存在順電性、鐵電性、反鐵電性等多種物相，應用潛力極大，但二維硒化銦的各個物相穩定性不明確，具備所需物相的二維硒化銦薄膜亦欠缺大面積合成方法。香港理工大學應用物理學系副教授趙炯的研究團隊早前成功研發出可大規模合成二維鐵電材料的方法，有望推動微電子、人工智能及量子資訊領域的技術發展，從而促進高密度存儲設備、能量轉換系統、傳感技術及催化技術等各種應用的開發。

理大團隊運用透射電子顯微鏡（TEM）技術，發現通過化學氣相沉積技術製造出二維硒化銦薄膜時，適當地調節硒和銦的比例，再把製出的薄膜轉移到柔軟或不平整的基底上以引發物相轉變，就能製造出三種純相的二維硒化銦薄膜，實現前所未有的相控合成及精確結構控制。研究成果已於《Nature Nanotechnology》刊登。

團隊又深入研究金屬單硫屬化物，包括硒化銦，並利用TEM技術識別出這種化合物中普遍存在的塑性變型模式，令相關材料擁有超高的可塑性。此發現展現了生產高效能無機塑膠半導體的龐大潛力，並大大推動柔性電子材料、半導體先進積層製造及固態潤滑劑的發展。

團隊最近更利用先進的四維掃描透射電子顯微鏡，揭示了一類存在於擁有扭曲雙層結構的二維材料中的極性渦旋，而不同的扭曲角度會產生不同的渦旋模式及極性結構，並有可能藉由外部電場或層間位移，調控渦旋模式及極性區域分布，為研究扭曲二維雙層極性結構的複雜反應提供了寶貴觀點。

趙炯表示：「這些科學發現將為微電子和集成電路帶來嶄新及具影響力的轉變，並推動開發靈活、耐磨、耐用及高效的電子設備，為各類應用開拓廣闊的發展前景，包括可增強新型記憶體內運算設備的運算能力和速度，並省卻當前晶片運算中所需的運算與記憶單元間的數據傳輸，令社會邁向更高速、更具能源效益且更靈活的科技新時代。」