中国半导体十大研究进展候选推荐（2020-011）——面向智能数字灰尘的柔性硅薄膜多功能集成传感器
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工作简介
硅芯片是当代信息技术的核心，当前正向“深度摩尔”（More Moore）和“超越摩尔”（More than Moore）两个方向发展。物联网（IoT）应用是“超越摩尔”技术路线中相当重要的一环，需要数量巨大的集成电路芯片来分析处理来自外部传感器件的海量信号。目前，大多数传感信号采集器件和信号处理单元均为分离设计，将在整体上产生更大功耗并占据更大的空间。
由此，复旦大学材料科学系教授梅永丰课题组提出了将信号检测和分析功能集成于同一个芯片器件中的概念。作为演示，研究团队将单晶硅薄膜柔性光电晶体管与智能薄膜材料相结合，构造了对不同环境变量进行检测和分析的柔性硅芯片传感器及其系统。智能材料在环境刺激中可以发生折射率、颜色、晶体结构等方面的变化，从而影响其光学性质，而翻转的硅薄膜光电晶体管由于没有栅极金属阻挡功能区域的光信号吸收，获得了更灵敏的传感特性。通过将多种智能薄膜材料集成在器件功能区，环境刺激下智能材料微小光学性能的改变，将外部环境的变化转化为输出光电流的变化，并可以在同一个芯片上实现对多种不同信号的同时检测。研究团队进一步将传感模块与后续信号处理等模块集成在一起，展示了其在气体浓度、湿度、温度等多种环境参数检测方面的能力，已经具备了未来的“智能数字灰尘”的雏形。这一策略也可以应用于其他的数字传感系统，在后摩尔时代中将具有巨大的应用潜力。
智能材料与柔性硅薄膜光电晶体管结合实现环境参数多功能、集成化检测
研究结果于2020年5月2日以 “Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust” 为题发表在Science Advances上。论文主要由李恭谨博士，博士研究生马喆和尤淳瑜合作完成，并获得韩国延世大学Taeyoon Lee教授和中科院微系统所狄增峰研究员的合作支持。该工作得到国家自然科学基金委、上海市科委、复旦大学和专用集成电路与系统国家重点实验室等大力支持。
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主要作者简介
1999年和2002年于南京大学物理学系分别获得学士学位和硕士学位；
2005年于香港城市大学物理与材料科学系获得理学博士学位；
2005-2007年在德国斯图加特马克斯普朗克学会固体研究所担任博士后/Staff Scientist；
2007-2010年在德国德累斯顿莱布尼茨学会固体与材料研究所担任Staff Scientist/Group Leader；
2010年始任复旦大学材料科学系教授、博导。
研究方向为新型功能薄膜材料研究，近几年围绕薄膜材料与沉积技术、微纳加工与半导体工艺等，在新型电子技术（柔性、瞬态、重构等）、微纳机器人和微纳光子学等方面开展深入研究工作。在国际学术期刊上已发表论文200余篇，先后获得教育部新世纪优秀人才、上海市曙光学者、国家优秀青年科学基金和上海市优秀学术带头人等项目和支持，担任多个国际学术杂志顾问编委以及多个国际学术会议主席。
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原文传递
详情请点击论文链接: https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz6511
《半导体学报》简介：
《半导体学报》是中国科学院主管、中国电子学会和中国科学院半导体研究所主办的学术刊物，1980年创刊，首任主编是王守武院士，黄昆先生撰写了创刊号首篇论文，2009年改为全英文月刊Journal of Semiconductors（简称JOS），同年开始与IOPP英国物理学会出版社合作向全球发行。现任主编是中科院副院长、国科大校长李树深院士。
2016年，JOS被ESCI收录。
2019年，JOS入选“中国科技期刊卓越行动计划”。
“中国半导体十大研究进展”推荐与评选工作简介：
《半导体学报》在创刊四十年之际，启动实施 “中国半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。以我国科研院所、高校和企业等机构为第一署名单位，本年度公开发表的半导体领域研究成果均可参与评选。请推荐人或自荐人将研究成果的PDF文件发送至《半导体学报》电子邮箱：jos@semi.ac.cn，并附简要推荐理由。被推荐人须提供500字左右工作简介，阐述研究成果的学术价值和应用前景。年度十大研究进展将由评审专家委员会从候选推荐成果中投票产生，并于下一年度春节前公布。
半导体学报公众号
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