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刘开辉课题组在2025年取得了哪些突破性进展

公务知识2025年06月14日 09:36:441admin

刘开辉课题组在2025年取得了哪些突破性进展北京大学刘开辉教授课题组作为国际二维材料研究领域的领军团队,截至2025年已在新型二维原子晶体可控制备、极限尺度物性测量、光电器件应用等方向取得系列突破,其提出的"相位工程"

刘开辉课题组

刘开辉课题组在2025年取得了哪些突破性进展

北京大学刘开辉教授课题组作为国际二维材料研究领域的领军团队,截至2025年已在新型二维原子晶体可控制备、极限尺度物性测量、光电器件应用等方向取得系列突破,其提出的"相位工程"理论更成为调控二维材料性能的新范式。我们这篇文章将从基础研究突破、技术转化成果、国际合作网络三个维度详解该团队最新科研进展。

基础研究领域的范式革新

课题组2024年在《Nature Materials》发表的单晶铜箔外延生长工作,首次实现8英寸二维材料晶圆级单晶制备。这项颠覆性技术使得二维材料晶体管均匀性提升20倍,相关专利已转让给华为海思等半导体企业。值得注意的是,团队通过引入机器学习辅助的化学气相沉积参数优化,将传统"试错法"研发周期缩短了85%。

在极限测量方面,自主搭建的飞秒激光-低温STM联用系统,成功捕获到石墨烯中狄拉克锥的时间分辨动力学过程。这项被《Science》审稿人誉为"打开了超快量子测量新窗口"的研究,为理解二维体系中的超导机制提供了关键实验证据。

相位工程理论的产业转化

基于魔角石墨烯研究衍生的相位控制技术,已开发出全球首款可编程太赫兹调制器。该器件在6G通信原型测试中表现出卓越性能,其相位调节精度达到0.01π,功耗却仅为传统方案的1/5。与京东方合作开发的量子点-二维材料复合显示面板,更实现了150% NTSC色域与百万级对比度的突破。

全球科研网络的枢纽地位

通过主导国际二维材料研究联盟(DMA),课题组已建立横跨23个国家的联合实验室网络。其开发的标准化材料数据库涵盖187种二维晶体、超过50万条物性数据,全球下载量已突破30万次。2024年启动的"云端材料实验室"项目,更使发展中国家研究人员能够远程操作北京大学的尖端设备。

Q&A常见问题

二维材料究竟如何改变半导体行业

团队开发的晶圆级制备技术直接解决了二维材料集成化的最大瓶颈,其原子级厚度特性可突破传统硅基芯片的物理极限,特别在3D堆叠芯片、柔性电子等领域展现革命性潜力。

相位工程理论的核心创新点在哪里

不同于传统能带工程仅调控电子能量状态,该理论通过精确控制电子波函数相位相干性,为超导、拓扑绝缘体等量子现象调控提供了全新维度,这也是其太赫兹器件实现超高精度的物理基础。

年轻学者如何加入这样的顶尖团队

课题组每年通过"新基石学者计划"招收交叉学科背景的研究生,特别青睐具备超高真空设备操作经验或量子计算理论基础的人才,其独特的"导师组+工业顾问"培养模式已培育出多位青年千人计划学者。

标签: 二维材料研究纳米科技突破相位工程理论产学研结合国际科研合作

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