学术报告

基于深度应变工程的半导体MEMS/NEMS器件

来源: 发布日期:2026年06月18日 09:26点击: 分享到:
时间 2026年6月29日11:00-12;00 地点 创新港高端院钱学森报告厅(2-2048会议室)
报告人 香港大学 陆洋

报告摘要:

半导体材料在应变作用下其物理性能会发生改变,然而宏观半导体通常坚硬且脆,难以实现较大的应变来调控其功能特性。我们的研究发现,在微纳尺度下共价晶体(诸如硅与金刚石)可实现接近理论极限的强度以及超大弹性变形,为通过力学实现半导体深度应变工程及其在高性能MEMS/NEMS器件中的应用开辟了一条新的道路。以金刚石为例,为了实现应变工程器件应用,我们进一步通过微加工得到单晶金刚石微纳阵列结构,通过原位拉伸加载首次实现了整体均匀、接近10%的弹性应变,并通过第一性原理计算以及电子能量损失谱分析,初步验证了深度弹性应变能有效调控和优化金刚石的电子能带结构(带隙降低量超过2eV),甚至可以将金刚石从间接带隙转变为直接带隙半导体,展现了金刚石在下一代高频大功率NEMS谐振器、光电微系统(MOEMS)以及量子传感芯片中的广阔应用前景。

此外,我们还将深度弹性应变工程技术拓展至GaN和二维材料体系,探索其在集成电路和MEMS/NEMS器件中的未来应用,包括率先对自支撑单层二维材料(如石墨烯、六方氮化硼和过渡金属二硫化物)及其同质/异质结构(如扭转双层石墨烯)进行拉伸和剪切测试。这些研究不仅揭示了二维材料反常的纳米力学特性,更凸显了弹性应变工程(高达~6%)在构筑超灵敏MEMS/NEMS传感器以及调控二维电子和光电器件方面的巨大潜力。

报告人简介:



陆洋,香港大学工学院副院长,机械工程系讲席教授,建滔基金教授(物料工程),HKU-100 Scholar(港大百人学者)。他在南京大学获得物理学学士学位,在美国莱斯大学获得机械工程博士学位,并在麻省理工学院的纳米力学实验室进行博士后研究。此前,他在香港城市大学担任助理教授、副教授和教授职位(2012-2022)。他的主要研究领域为微纳米力学及微纳制造,对纳米金属的冷焊(cold welding)以及硅与金刚石在纳米尺度下的超大弹性等现象的发现做出重要贡献,并致力于微点阵力学超材料材料的研究,从而推动高性能结构设计和先进制造领域新的范式转变,为开发轻质高强结构材料提供了启发。他以第一或通讯作者在 Science、Nature Nanotechnology、Nature Materials等学术刊物发表文章300余篇,并担任国际期刊 Materials Today、Science Advances 的副主编以及《国家科学评论》、《中国科学:技术科学》、《Acta Mechanica Sinica》等学术期刊的编委。他曾获得香港大学教育资助委员会(UGC)「杰出青年学者奖 2013/14」,2017 年香港城市大学「校长奖」以及2019 年度「杰出研究奖(青年学者)」,入选并完成首届(2019 年)国家自然科学基金(NSFC)「优秀青年科学基金(港澳)」项目,入选首届香港研究资助局(RGC)「研资局研究学者计划 2020/21」,并于2025年获批NSFC青年科学基金项目A类(原杰青)。他于2022年当选为香港青年科学院(YASHK)院士,2025年当选为香港工程院(HKAE)青年院士。