
- 报告题目:基于纳米力学的半导体深度应变工程
- 报 告 人:陆洋 教授
- 报告时间:2026年6月30日(星期二)10:00-12:00
- 报告地点:祁连堂322报告厅
- 主 持 人:王记增 教授
- 报告人简介
陆洋,香港大学工学院副院长,机械工程系讲席教授,建滔基金教授(物料工程),HKU-100 Scholar(港大百人学者)。他在南京大学获得物理学学士学位,在美国莱斯大学获得机械工程博士学位,并在麻省理工学院的纳米力学实验室进行博士后研究。此前,他在香港城市大学担任助理教授、副教授和教授职位(2012-2022)。他的主要研究领域为微纳米力学及微纳制造,对纳米金属的冷焊(cold welding)以及硅与金刚石在纳米尺度下的超大弹性等现象的发现做出重要贡献,并致力于力学超材料材料的研究,从而推动高性能结构/器件设计和先进制造领域新的范式转变,为开发轻质高强结构材料和半导体器件提供了启发。他以第一或通讯作者在 Science、Nature Nanotechnology、Nature Materials等学术刊物发表文章300余篇,并担任国际期刊 Materials Today、Science Advances 的副主编以及《国家科学评论》、《中国科学:技术科学》、《Acta Mechanica Sinica》等学术期刊的编委。他曾获得香港大学教育资助委员会(UGC)「杰出青年学者奖 2013/14」,2017 年香港城市大学「校长奖」以及2019 年度「杰出研究奖(青年学者)」,入选并完成首届(2019 年)国家自然科学基金(NSFC)「优秀青年科学基金(港澳)」项目,入选首届香港研究资助局(RGC)「研资局研究学者计划 2020/21」,并于2025年获批NSFC青年科学基金项目A类(原杰青)。他于2022年当选为香港青年科学院(YASHK)院士,2025年当选为香港工程院(HKAE)青年院士。
- 报告摘要
半导体材料在应变作用下其物理性能会发生改变,然而宏观半导体通常坚硬且脆,难以实现较大的弹性应变来调控其功能特性。我们的研究发现,在微纳尺度下共价晶体(诸如硅与金刚石)可实现接近理论极限的强度以及超大弹性变形(Sci Adv 2016, Science 2018),并且该弹性应变的本质近期被证实为晶格应变(PRL 2026),这一发现为通过力学手段实现对半导体物理性能的深度调控(即“深度应变工程”)开辟了一条新的道路。以金刚石为例,为了实现应变工程器件应用,我们进一步通过微加工得到单晶金刚石微纳阵列结构,通过原位拉伸加载首次实现了整体均匀、接近10%的弹性应变(Science 2021),并通过第一性原理计算以及电子能量损失谱分析,初步验证了深度弹性应变能有效调控和优化金刚石的电子能带结构(带隙降低量超过2eV),甚至可以将金刚石从间接带隙转变为直接带隙半导体,展现了金刚石在半导体和光电技术中的应用前景。
此外,我们还将深度弹性应变工程技术拓展至其他宽禁带半导体(例如氮化镓GaN,PRX 2026)和二维半导体,包括率先对自支撑单层二维材料(如石墨烯)及其同质/异质结构(如扭转双层石墨烯)进行拉伸和剪切应变调控(Nature Commun 2020, 2024, JMPS 2025)和断裂力学研究, 探索其在未来集成电路和微电子器件中的创新应用。
