物理科学学院 物理学院

        由中国科学院大学物理科学学院联合党委主办，核学院党支部、物理学院301&302党支部、物理学院303&304&305党支部、物理学院306&307党支部、天文学院1501&1502党支部、天文学院1503党支部共同承办的 “百年传承，不忘历史——党史知识竞赛”于2021年5月9日上午10点在雁栖湖校区教一101教室成功举办。

        在本次决赛之前，物理学院、天文学院和核学院从全体学生中通过笔试、支部推荐等方式，选拔了24位进入决赛的选手，三个学院的全体党员以及部分同学均来观看比赛。莅临本次党史知识竞赛的嘉宾老师有：物理科学学院联合党委书记张莉老师、物理科学学院联合党委组织委员王帅老师、物理学院学生主管张银老师和天文学院学生主管何幸老师。

        决赛赛程一共分为两轮，第一轮以“一站到底”的形式呈现，比赛的题目从建党初期的历史事件到近期发生的时政要闻均有涉猎，使整个比赛集知识性、趣味性于一体，得到了嘉宾、选手和观众的一致好评。二十四名优秀选手组成的八支队伍，经过精彩激烈的两两对决，最后三支队伍共九位选手成功晋级决赛第二轮。

        在第一轮的比赛过程中，每产生一支晋级队伍，主持人就会将观众也邀请到答题游戏中来，本次比赛为观众设置了听红歌猜歌名的互动环节，每位回答正确的观众都会收到一份精美的礼品。互动环节现场气氛非常活跃，所有的观众同学们都积极抢答题目，将全场气氛推向了高潮。

        第二轮比赛采用“车轮战”的赛制，九位选手以个人形式比赛，轮流答题，累计答错两题即为淘汰，按照淘汰顺序确定最终名次。第二轮的比赛同样非常精彩，选手们出色的表现引得观众席和老师们热烈鼓掌，时时传来欢呼声，对于比赛中一些非常难的多选题和填空题，选手们也可以自信且快速的正确作答，令人惊叹。

        全场比赛遵循公平公正的基本原则，经过激烈的角逐，最后由物理学院的闵保森同学摘得桂冠。本次比赛共产生一等奖一名、二等奖三名、三等奖五名、优秀奖十五名，由张莉老师为他们颁奖，在为每位获奖选手颁发荣誉证书的同时，也给他们送上了精美的奖品。

        在一个多小时的比赛过程中，场上场下气氛活跃，选手们的精彩表现为我们献上了一场异彩纷呈的知识盛宴，此次党史知识竞赛虽已圆满结束，但是我们对党的理论知识的学习永远不会有终点。

       发展高性能存储器件在现代电子学的革新中扮演着关键角色。在海量数据存储和超快数据处理的需求驱动下，发展超快非易失性存储器件势在必行。当前在存储领域里面临的主要瓶颈问题有：操作速度慢、数据保持时间短、数据维持性差、擦除/写入比低等。特别是，随着器件尺寸的进一步缩微化，为了满足日益增长的存储容量的需求，硅基技术很快就会达到极限。其中的一个关键挑战在于超薄硅体材表面不可避免的存在大量的界面悬挂键，从而造成器件性能的严重退化。因此亟需寻找原子级锐利的界面,并且能将其无缝地集成到器件层级结构中。

       在所有的候选研究体系中，二维原子晶体及其异质结构这个近年来涌现出来的新型材料体系具有理想的原子级平坦的表面，没有表面悬挂键。而且它们对短沟道效应免疫，从而使得高效的静电调控和力学柔性成为了可能。之前，研究者曾经利用二维原子晶体来构筑闪存器件，然而器件性能并不理想。这些闪存器件的编程时间非常长，在数百微秒到数秒量级；擦除/写入比也很低，在10到10⁶的范围。虽然，利用半浮栅的器件结构成功将编程时间缩短至数十纳秒，但是数据保持时间非常短，只有数秒，使得其并不适用于长期存储。理论模拟也表明，基于层状材料的平面结构制作的理想浮栅存储器件，其操作时间可以快至纳秒量级。然而，超快浮栅存储器件至今没有被研制成功。

       针对这一重大挑战，中国科学院大学物理科学学院高鸿钧院士研究团队的博士生吴良妹和鲍丽宏副研究员等利用二维范德瓦尔斯异质结的原子级锐利界面及增强的界面耦合特性，无需修改商用的器件结构，首次成功构筑了超快、非易失浮栅存储器件，成功实现了其纳秒级（~20 ns）的读写时间（商用闪存器件为百微秒），极高的擦除/写入比（~10¹⁰）和极长的存储时间（10年以上）。

       图1a和1b是器件的结构示意图及光学显微照片，其中InSe是沟道、hBN是隧穿势垒层、MLG是浮栅、SiO₂是控制栅介电层、重掺硅是控制栅。高分辨扫描透射电子显微镜表征显示InSe/hBN/MLG异质结具有原子级锐利的界面特性（图1 c-e）。基本的存储特性表征显示浮栅场效应晶体管具有大的存储窗口（图2）。通过在控制栅上施加一个幅值为+17.7/-17.7 V、半峰宽为160ns的脉冲电压对浮栅存储器进行编程/擦除操作，浮栅存储器表现出极高的擦除/写入比（擦除态/编程态电流比为~10¹⁰）、极长的存储时间（大于10年）和优异的耐久性（可重读擦写次数大于2000）（图3）。进一步利用自主搭建的超短脉冲电源（半峰宽为21ns，幅值为+20.2/-20.8V）来对器件进行写入/擦除操作，仍然能成功实现高的擦除/写入比（10¹⁰），及超快读取（图4 a-d）；此外，将InSe沟道替换成MoS₂，同样能实现超快的编程/擦除操作，表明了具有原子级锐利界面的范德瓦尔斯异质结构实现超快浮栅存储器的普适性。更进一步受益于极高的擦除/写入比，他们通过优化hBN的厚度，实现了浮栅存储器的多值存储（图4 e）。

       基于原子级锐利界面的范德瓦尔斯异质结超快浮栅存储器具有和动态随机存取存储器（10ns）相当的编程速度，同时具备非易失、大容量的存储特性。对于发展未来高性能非易失存储器具有重要意义，也为进一步开发基于范德瓦尔斯异质结构的高性能电子器件提供了一种创新思路。未来在应用上的挑战主要是高质量、大面积hBN和二维原子晶体沟道材料的外延生长及其集成器件的构筑。

       相关结果以“Atomically sharp interface enabled ultrahigh-speed, nonvolatile memory device”为题在5月3日的Nature Nanotechnology (2021)在线发表。吴良妹（物理所、已毕业）、王爱伟（物理所、已毕业）、时金安（中国科学院大学物理科学学院）和严佳浩（物理所、已毕业）为共同第一作者，鲍丽宏副研究员、欧阳敏教授和高鸿钧院士为共同联系作者。中国科学院大学物理科学学院周武教授等参与了该项研究。该工作得到了基金委（61888102）、科技部（2016YFA0202300、2018YFA0305800）以及中国科学院（XDB30000000、XDB28000000、Y201902）的资助。

相关文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41565-021-00904-5

图1. 基于InSe/hBN/MLG范德瓦尔斯异质结的浮栅场效应晶体管的器件结构及原子级锐利的界面特性。

图2. 基于范德瓦尔斯异质结的浮栅场效应晶体管的基本存储特性表征显示其具有大存储窗口。

图3. 基于范德瓦尔斯异质结的浮栅存储器的擦除/写入操作，超高擦除/写入比，数据存储的非易失性及耐久性。a. 基于范德瓦尔斯异质结的浮栅存储器的编程、擦除及相应的读取操作原理。b. 在控制栅上施加幅值为+17.7/-17.7 V、半峰宽为160 ns的脉冲电压成功实现浮栅存储器的编程/擦除操作，擦除/写入比高达~10¹⁰。c. 对浮栅存储器进行编程/擦除操作后，编程态和擦除态的阈值电压随时间的变化关系表明浮栅存储器具有非易失的数据保持能力（十年以上）。d. 对浮栅存储器反复进行2000次以上的擦除/写入操作，其擦除态和编程态电流几乎没有任何变化，表明浮栅存储器的优异耐久性能。

图4. 基于范德瓦尔斯异质结的浮栅存储器的超快写入/擦除操作及其多值存储特性。a. 在控制栅上施加幅值为+20.2/-20.8 V、半峰宽为21 ns的脉冲电压成功实现浮栅存储器的编程/擦除操作，擦除/写入比高达~10¹⁰。b-c. 浮栅存储器在经过编程（b）和擦除（c）脉冲后的超快响应。d. 对浮栅存储器进行间隔为~100 ns的连续擦除、编程操作后的电流特性。e. 浮栅存储器的多值（2-bit）存储特性。

       2021年4月18日、24日由中国科学院大学团委主办，中国科学院大学学生会、中国科学院大学羽毛球协会承办的2021国科羽毛球团体联赛进行地如火如荼。本次大赛共有25个院系、23支队伍参赛，物理科学学院（简称：物院）派出朱璟、卢天博、谢越、鲁隆舜、韩帅、余梦晴、丁进、张杏、吴钰婧、王双10名参赛队员，经过6进2的小组循环赛以及3轮淘汰赛，一路披荆斩棘、过关斩将最终成功捧回冠军奖杯。

物理科学学院羽毛球队合影

小组赛

       物院小组赛与几个大热的夺冠院系分在一起，在6支队伍中争夺仅有的2个晋级名额，可谓名副其实的“死亡小组”。

       第一周的小组赛，物院对阵光电、中丹学院，凭借实力上优势获得了4:1、5:0的优胜战绩。第二周小组赛，由于第一周的胜利和实力选手的加入，第一场对阵强敌地星，物院疏忽大意，被对方的排兵布阵打乱手脚，1:4大比分输给地星。经过这次教训，物院痛定思痛，戒骄戒躁。在接下来面对另一劲敌材料学院，物院顶住压力，以3:2拿下关键一局。当时的情况，双方都有角逐奖杯的实力，但在之前的比赛中都输过一场，双方无论谁失掉比赛都将晋级无望。混双中，双方都实力不俗，技术特有特色，你来我往步步紧逼，最终韩帅、朱璟顶住巨大压力，凭借精准的落点和有力的扑、杀险胜，拿下最关键的一局。最后一场对阵生命学院，物院放平心态以4:1获胜。

       经过小组赛的激烈厮杀，最终地星、物院分别以小组第一、第二出线，进行后面的八强淘汰赛。

小组赛·混双（韩帅 朱璟）

小组赛·男双（卢天博 鲁隆舜）

小组赛·女双（张杏 吴钰婧）

八进四&四进二

       八进四第一场对阵别组小组第一电子学院，电子学院实力不俗，且拥有一支实力强劲的混双队伍，克制了我方在女队员上的优势。经过上午比赛的反思，物院突然变换思路，改变布阵，拿下了男双、女双、女单三项，晋级四强。四进二对战实力不俗的资环学院，在调整上场安排时，物院成功猜中对方的阵型，压制了对方最强战力，3:2晋级决赛，拿到了争夺冠亚军的门票。

决赛

       决赛再次和地星相遇，面对昔日打败过自己的老对手，物院倍感压力。这一次吸取之前在战略调整失误的经验，物院平均分配所有项目实力，抱着所有项目都全力一搏的决心。在失掉混双、男双两局后，从女双开始逆风翻盘，连下女双、男单、女单三城，最终摘得桂冠，荣誉归来！

决赛·男单（朱璟）

决赛·女双（张杏，丁进）

决赛·混双（余梦晴 谢越）

物理科学学院羽毛球队的同学们

冠亚军合影（左亚军地星，右冠军物理） 

赛前幕后

       感谢本次比赛所有的工作人员的辛苦付出还有所有参赛运动员的全力拼搏。物院的每一位参赛选手都不轻言放弃，还有物院张银老师、体育部部长张圣奇、物院裁判祝明通、物院学生会主席张养坤、还有现场给我们加油的各位同学对本次比赛的支持。在此还要特别感谢几个兄弟院系，核、天文、人工智能、数学、微电子、电子、光电，赛前分享训练场地、交流技术经验、共同训练，比赛时加油助威。真正做到了友谊第一，比赛第二，赛出了水平，赛出了风度！