量子物态与器件研究中心团队应邀在《Matter》发表插层功能材料方面的综述文章

应编辑邀请，浙江大学量子物态与器件研究中心、浙江大学物理学院薛飞-常凯研究团队在《Matter》（《Cell》子刊，影响影子：17.3）杂志上发表题为“Intercalation of functional materials with phase transitions for neuromorphic applications”的综述文章。该工作系统介绍了插层在功能材料中引起的多种相变及其在神经形态计算中的典型应用。何鑫博士为第一作者，薛飞研究员为唯一通讯作者，浙江大学量子物态与器件研究中心和物理学院为第一署名单位。

图1.功能材料插层的内容示意图

插层技术是将离子、原子或分子嵌入到功能材料中的一种方法。在过去几十年中，插层已用来将各种特殊性质（例如超导和磁性）的离子引入到目标材料中，或者用来制备新型电子器件（例如锂电池和光敏器件）。特别是2004年以后，随着二维材料的崛起，插层技术在超薄层状材料中的应用引起了越来越多科研人员的兴趣，并逐渐成为一种用来改变材料物理特性和革新电子器件的独特方法。

插层可以引起一系列材料性质的变化，例如载流子掺杂，化学成键，或晶格膨胀，因此可以用来探索与结构相变和对称性破缺相关的物理，也可以用来研制与类脑计算相关的先进电子器件（图1）。在这篇综述中，作者首先回顾了插层导致材料相变的时间线，介绍了其中一些具有里程碑意义的工作。随后，他们详细介绍了四种常用的插层方法（液相插层法、电化学插层法、气相插层法、固相插层法）和常用的插层表征方法，并比较了这些插层方法以及表征方法的优缺点。接着，他们重点介绍了基于插层的五种相变（铁电相变、磁性相变、金属-绝缘体相变、超导相变、电荷密度波相变）和其中蕴含的丰富物理，并引申出插层引起的相变在神经形态计算中的具体应用。最后，他们从物理，材料，和器件方面总结了功能材料插层面临的各种机遇和挑战，并提出了与功能材料插层相关的一些可能的研究方向（图2）。

本研究工作得到了国家自然科学基金委和浙江省自然科学基金委的支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238524005381

图2与功能材料插层相关的一些可能的研究方向