研究方向：
新型纳电子材料、器件设计及其抗辐射性能评价、辐射损伤机制研究
聚焦新型纳电子材料、微电子和光电子器件应用于空间及地面辐射环境时，材料、器件的抗辐射性能评价，以及辐射粒子与材料、器件相互作用发生的辐射效应和辐射损伤机制。目前，以可见光探测为例，对α-In2Se3基光电晶体管的抗60Co-γ射线辐射性能进行了研究，发现α-In2Se3基光电晶体管在一定的剂量下具有较好的抗辐射性能，具有在空间辐射环境中应用的潜力。此外，还研究了电子束辐照后常温退火下α-In2Se3基光电晶体管性能的演化规律，对比了辐照前后α-In2Se3基光电晶体管的红外探测性能，并跟踪研究了α-In2Se3基光电晶体管性能的演化规律。这些研究对铁电材料及其相关器件在辐射环境中的性能退化机制研究、抗辐射加固研究具有重要意义，能够推动新型纳电子材料、器件在空间通信、航天航空、地面辐射环境中的应用。
铁电畴、畴壁的多场耦合调控及其多逻辑态存储器件的研发
聚焦于纳米电畴结构的多逻辑态信息存储材料及器件的研发，通过对纳米尺寸电畴结构的电、力、光等多方法的调控，实现了复杂电畴结构的力调控及信息器件应用。目前，已经实现了电、力载荷调控下纳米孪晶状电畴的多逻辑态存储应用，与商用铁电存储器相比，新型铁电存储器克服了传统铁电器件尺寸缩小、疲劳效应等方面的技术难题。可广泛应用于需要实时大量数据记录、频繁数据读写、低功耗工作，以及嵌入式的产品中，如智能仪表、智能穿戴、小型医疗设备、汽车电子及工业控制等领域。此外，团队还研发了一种柔性的高性能铁电薄膜的高温制备技术，研发的柔性铁电隧道结能够用于信息存储，具有尺寸小，易于集成，灵敏度高，使用寿命长、高可靠抗辐射等优点，未来可应用在传统铁电存储器不具有普适性的微型化、集成化、智能化行业。
新型层状二维材料的制备及应用研究
聚焦于新型二维材料微纳器件的制备以及应用开发，通过粒子束辐照、量子点调控、同质结结构设计、应力调控等方法，提升了新型二维材料微纳器件在光电探测、信息存储方面的性能。目前，已经以具有面内、面外极化，较高的载流子迁移率和较强的光吸收能力以及直接带隙铁电半导体特点的新型二维层状材料α-In2Se3为主体，采用Pt量子点、多种辐照粒子类型等方法，制备出高效、可靠、稳定的硬质及柔性近红外光电探测器以及非易失性存储器，较于广泛商用的硅基材料器件，具有更加优异且稳定的性能，同时克服了目前商用器件小型化、柔性化的技术难题，具有广阔的商业应用前景，将在环境监测、空间通信、航天航空、导弹制导、医疗诊断、生物医学成像、人工视网膜等领域展示超乎想象的应用。
柔性多功能传感材料及器件研发
聚焦于研发能够准确甄别和监测检测多物理信号的新型传感材料、器件、系统。目前，实现了低成本制备具有优异的热释电、压电性能的柔性聚偏氟乙烯(PVDF)热释电材料。通过掺杂、离子液体等多种调控手段，制备出的纯相、掺杂和离子液体系列的PVDF压电系数d33最高可达27、35和65 pC/N，高于市售商用化PVDF薄膜的18~22 pC/N，大幅度提高了柔性多功能传感及探测器件的性能，增加产品竞争力。同时探索了PVDF的介电、铁电、电卡特性，并应用于了多场耦合的特殊应用环境，在低成本下做到一材多用，例如可集成3×3的双模态触觉传感器阵列，实现力/热/电的三维模式下精确的空间分布映射，可应用于红外成像夜视仪、红外光电计数器、红外气体分析仪、波动式红外防盗报警器、人体红外自动照明开关、医疗的临床人体传感监测等领域。
发明专利：
[1] 一种基于衬底和辐照调控二维材料压电性能的方法. 2021.09.15, 中国, ZL202111080675.8 (2023年11月授权)
[2] 多涡旋铁电畴的多逻辑态存储单元及其电力调控方法. 2021.08.06, 中国, ZL202110903474.7 (2023年9月授权)
[3] 一种有机电极化复合薄膜及其制作方法. 2022.08.23, 中国, ZL202211013477.4 (2023年5月授权)
[4] 一种基于多逻辑态的高密度铁电存储单元及其调控方法. 2020.07.13, 中国, ZL202010667326.1 (2023年5月授权)
[5] 一种基于应变调控抗辐射性能的光探测单元及调控方法. 2020.04.28, 中国, ZL202010349091.5 (2022年9月授权)
[6] 一种新型铁电场效应晶体管单元及其写入和读取方法. 2019.06.06, 中国, ZL201910259033.0 (2022年1月授权)
[7] 一种极化与量子点共调控的高光电响应探测器单元. 2019.05.08, 中国, ZL201910377962.1 (2021年1月授权)
[8] 光擦除和读取的铁电隧道结存储单元及其擦除和读取方法. 2018.06.13, 中国, ZL201810606419.X (2020年7月授权)
[9] 一种新型高密度铁电存储器单元. 2018.06.12, 中国, ZL201810597386.7 (2020年9月29日授权)
[10] 一种基于铁电畴壁氧空位电子气导电性的压力传感器单元. 2018.03.29, 中国, ZL201810272656.7 (2020年6月授权)
[11] 基于畴壁密度来存储数据的非破坏读取铁电多逻辑态存储单元及写/读/擦除操作方法. 2018.03.29, 中国, ZL201810270329.8 (2020年8月授权)
侯鹏飞
湖南省
研究领域：
研究方向：
新型纳电子材料、器件设计及其抗辐射性能评价、辐射损伤机制研究
聚焦新型纳电子材料、微电子和光电子器件应用于空间及地面辐射环境时，材料、器件的抗辐射性能评价，以及辐射粒子与材料、器件相互作用发生的辐射效应和辐射损伤机制。目前，以可见光探测为例，对α-In2Se3基光电晶体管的抗60Co-γ射线辐射性能进行了研究，发现α-In2Se3基光电晶体管在一定的剂量下具有较好的抗辐射性能，具有在空间辐射环境中应用的潜力。此外，还研究了电子束辐照后常温退火下α-In2Se3基光电晶体管性能的演化规律，对比了辐照前后α-In2Se3基光电晶体管的红外探测性能，并跟踪研究了α-In2Se3基光电晶体管性能的演化规律。这些研究对铁电材料及其相关器件在辐射环境中的性能退化机制研究、抗辐射加固研究具有重要意义，能够推动新型纳电子材料、器件在空间通信、航天航空、地面辐射环境中的应用。
铁电畴、畴壁的多场耦合调控及其多逻辑态存储器件的研发
聚焦于纳米电畴结构的多逻辑态信息存储材料及器件的研发，通过对纳米尺寸电畴结构的电、力、光等多方法的调控，实现了复杂电畴结构的力调控及信息器件应用。目前，已经实现了电、力载荷调控下纳米孪晶状电畴的多逻辑态存储应用，与商用铁电存储器相比，新型铁电存储器克服了传统铁电器件尺寸缩小、疲劳效应等方面的技术难题。可广泛应用于需要实时大量数据记录、频繁数据读写、低功耗工作，以及嵌入式的产品中，如智能仪表、智能穿戴、小型医疗设备、汽车电子及工业控制等领域。此外，团队还研发了一种柔性的高性能铁电薄膜的高温制备技术，研发的柔性铁电隧道结能够用于信息存储，具有尺寸小，易于集成，灵敏度高，使用寿命长、高可靠抗辐射等优点，未来可应用在传统铁电存储器不具有普适性的微型化、集成化、智能化行业。
新型层状二维材料的制备及应用研究
聚焦于新型二维材料微纳器件的制备以及应用开发，通过粒子束辐照、量子点调控、同质结结构设计、应力调控等方法，提升了新型二维材料微纳器件在光电探测、信息存储方面的性能。目前，已经以具有面内、面外极化，较高的载流子迁移率和较强的光吸收能力以及直接带隙铁电半导体特点的新型二维层状材料α-In2Se3为主体，采用Pt量子点、多种辐照粒子类型等方法，制备出高效、可靠、稳定的硬质及柔性近红外光电探测器以及非易失性存储器，较于广泛商用的硅基材料器件，具有更加优异且稳定的性能，同时克服了目前商用器件小型化、柔性化的技术难题，具有广阔的商业应用前景，将在环境监测、空间通信、航天航空、导弹制导、医疗诊断、生物医学成像、人工视网膜等领域展示超乎想象的应用。
柔性多功能传感材料及器件研发
聚焦于研发能够准确甄别和监测检测多物理信号的新型传感材料、器件、系统。目前，实现了低成本制备具有优异的热释电、压电性能的柔性聚偏氟乙烯(PVDF)热释电材料。通过掺杂、离子液体等多种调控手段，制备出的纯相、掺杂和离子液体系列的PVDF压电系数d33最高可达27、35和65 pC/N，高于市售商用化PVDF薄膜的18~22 pC/N，大幅度提高了柔性多功能传感及探测器件的性能，增加产品竞争力。同时探索了PVDF的介电、铁电、电卡特性，并应用于了多场耦合的特殊应用环境，在低成本下做到一材多用，例如可集成3×3的双模态触觉传感器阵列，实现力/热/电的三维模式下精确的空间分布映射，可应用于红外成像夜视仪、红外光电计数器、红外气体分析仪、波动式红外防盗报警器、人体红外自动照明开关、医疗的临床人体传感监测等领域。
所在单位：
湘潭大学
