报告题目：

层状半导体材料的热学调控及传感应用

Thermal management and sensing applications of layered semiconductors

报告时间地点：

2023年6月27日下午14:00-15:00，先进技术研究院A302

中英文摘要：

2D van der Waals layered semiconductors have been recently widely explored for their potential applications in electronics, opto-electronics, and sensor devices. However, in order to overcome device failures caused by overheating and more efficiently apply layered semiconductors in electronic devices, a better understanding of their thermal properties and the methods associated with thermal properties management are required. In this presentation, the technologies applied to measure the cross-plane and in-plane thermal conductivity of layered semiconductors were first introduced. Then, the effects of crystallinity and thickness on the thermal conductivity of layered semiconductors like PtSe₂ were carefully examined. We also develop annealing and nanopatterning technologies to control the thermal conductivity of layered semiconductors like MoS₂. With nanopatterning technology, we achieve a heat-directed transport structure for layered semiconductors that can block and direct heat flow in a plane direction through a pre-defined path. As a result, the patterned region becomes a high thermal resistance region with a thermal resistance of 4·10^-6 m²K/W, highlighting the great potential of layered semiconductors in thermal management applications. Finally, the humidity sensors and reversed sensing behaviours based on high-performance layered semiconductors are discussed.

近年来二维范德华层状半导体因为在电子、光电子和传感器件中的应用潜力得到了广泛的研究。然而，为了克服由过热引起的器件故障并更有效地将层状半导体应用于电子器件中，需要更好地了解其热特性和相关调控的方法。在本报告中，首先介绍了用于测量层状半导体纵向和横向热导率的技术。然后，我们仔细研究了结晶度和厚度对层状半导体如PtSe₂的热导率的影响。我们还开发了退火和纳米图案化技术来控制层状半导体如MoS₂的热导率。借助纳米图案化技术，我们实现了层状半导体的热定向传输结构，该结构可以通过预先定义的路径在平面方向上阻挡和引导热流。因此，图案化区域成为高热阻区域，其热阻达到了4·10-6 m2K/W，凸显了二维层状半导体在热管理应用中的巨大潜力。最后，讨论了基于高性能层状半导体的湿度传感器以及其逆向传感行为。

个人简介：

肖鹏，西班牙加泰罗尼亚科学技术研究所首席研究员，欧盟委员会玛丽居里学者。2019年获得欧盟玛丽居里博士奖学金，师从国际知名热学专家、欧洲科学院院士Clivia M. Sotomayor Torres教授，并于2022年9月获得西班牙巴塞罗那自治大学物理学博士学位。博士期间，先后访问美国麻省理工学院和法国国家科学院尼尔研究所从事低温二维半导体热电特性的相关研究，并因此获得国际博士学位。2022年9月至今在西班牙加泰罗尼亚科学和技术研究所从事博士后/首席研究员工作。主要从事二维半导体热学性质，热电器件，以及传感器方面的研究工作，在二维半导体的热导测试和操控，传感器应用等方面取得一系列的创新性成果。近五年作为第一作者在 Nano Letters，npj 2D Materials and Applications，ACS Applied Materials & Interface 等SCI期刊发表论文近10篇。现作为首席研究员（PI）主持欧盟委员会玛丽居里学者项目（21.17万欧元）和西班牙巴塞罗那青年创新项目（6万欧元），并参与多项欧盟2020地平线项目。