鐵電材料因其自發極化特性在信息存儲、傳感器和能量存儲等領域具有廣泛的應用前景。近年來，二維范德華鐵電半導體因其穩定的鐵電特性而受到關注。近日，華東師范大學物理與電子科學學院胡志高教授和張金中副教授研究團隊，首次通過精準控制α-In2Se3的鐵電極化狀態，實現多種鐵電極化狀態與光電子之間的耦合效應，并探索了其在視覺模擬以及人工突觸方面的應用潛力。這一發現為開發基于鐵電材料的新型神經形態計算系統奠定了基礎。
Advanced Science 刊發華東師大胡志高教授團隊最新研究成果
研究成果表明，基于α-In2Se3的鐵電半導體晶體管（FeSFETs）在不同極化狀態下展現出顯著的導電狀態差異，具有高達105的開關電流比和低至10-11A的暗電流。通過施加單個柵壓脈沖實現極化狀態的精準控制，同時在超過5000s的長時間保持和超過2000次的循環穩定性測試中表現出優異的耐久性和保持性能。基于開爾文探針力顯微鏡（KPFM）以及光電流mapping揭示了鐵電極化和光生載流子在α-In2Se3通道中的耦合機制。本研究成果為鐵電極化狀態的精確控制、高性能光電子存儲能力、視覺模擬以及神經形態計算方面的工作開辟了新的研究思路，為進一步推動鐵電材料的集成化發展奠定了基礎。
基于α-In2Se3的FeSFETs中鐵電極化與光電子耦合效應機理
研究成果以“Ferroelectric and Optoelectronic Coupling Effects in Layered Ferroelectric Semiconductor-Based FETs for Visual Simulation ”為題，發表于Advanced Science 期刊。華東師范大學為論文第一單位，胡志高教授和張金中副教授為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金委的大力支持。
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論文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202413808
來源｜物理與電子科學學院、科技處 編輯｜毛宇彤 編審｜郭文君
