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第二期“智能科学大讲堂”成功举办:翟天佑教授解读二维无机分子晶体前沿进展
(通讯员:吴科汝 马致远 朱潇潇)2025年11月4日下午,由华中师范大学科技处主办,智能健康交叉科学中心、物理科学与技术学院协办的第二期“智能科学大讲堂”在9号楼9557报告厅顺利举行。本次讲座邀请到华中科技大学材料科学与工程学院翟天佑教授担任主讲人。在讲座正式开始前,华中师范大学校长彭双阶教授与翟天佑教授、物理科学与技术学院院长秦广友教授进行了亲切交流,围绕新工科建设的紧迫性、学科交叉融合的必要性等议题展开深入探讨。

翟天佑教授以“二维无机分子晶体”为主题,聚焦氧化锑(Sb₂O₃)这一核心研究对象展开分享。讲座由秦广友院长主持,智能健康交叉科学中心付雪梅研究员、李攀特任研究员、简刚副研究员,物理科学与技术学院副院长赵蕴杰及师生代表参加讲座。

讲座中,翟天佑教授按照“新概念—新现象—新应用—展望”的逻辑展开分享,为在场师生带来系统且深入的学术解读。
在“新概念”部分,翟天佑教授首先介绍了“二维无机分子晶体”的创新概念。他指出,传统二维材料多为层内强化学键结合、层间范德华力结合的结构,而团队发现的二维无机材料氧化锑(Sb₂O₃)以无悬挂键的笼状小分子为基本结构单元,在三维方向上均通过范德华力连接。这一概念的提出,将二维无机材料的范畴从原子晶体拓展至分子晶体,其团队早在2019年便围绕该方向发表相关研究论文,为领域发展奠定基础。

随后,翟教授聚焦“新现象”,分享了氧化锑(Sb₂O₃)中特殊的分子间相互作用力及外界调控机制。他介绍,团队通过光谱学实验与理论计算相结合的方式,发现这类晶体可通过分子密堆积形成类似氢键的特殊作用,进而影响材料的光电属性;同时,外界压力可精准调控晶体的分子间作用与结构,例如改变材料的能带结构、电阻率等,甚至实现绝缘体向半导体的转变,为材料属性调控提供了新路径。

在“新应用”环节,翟教授讲述了氧化锑(Sb₂O₃)在器件领域的实践探索。团队利用该类晶体的结构特性,开发出高性能介电层材料,通过热蒸镀法制备晶圆级薄膜,有效减少载流子界面散射,使二维晶体管的迁移率显著提升、操作电压大幅降低;此外,该材料还可作为封装层,在保护易氧化材料稳定性方面表现突出,同时在离子迁移、数据存储等组变材料场景中也展现出应用潜力,目前已与合作实验室成功制备出8英寸相关器件。

最后,翟教授对该领域的未来发展进行展望。他提到,近年来国内外关注该领域的课题组逐渐增多,未来可进一步拓展材料功能、探索新的器件应用场景,而多学科交叉合作将是推动领域突破的关键。他还分享了团队从最初1人探索到如今近10人研究小组的发展历程,鼓励师生关注原创性研究,勇于探索“小众”但有潜力的方向。
讲座后的提问环节,在场师生围绕“高压调控下材料的稳定性”“介电层与传统材料的兼容性”“大尺寸器件的工艺优化”等问题积极互动,翟教授结合实验数据与研究经验逐一解答,现场学术氛围浓厚。


此次智能科学大讲堂不仅为师生搭建了跨学科交流的平台,同时让大家近距离接触到二维材料领域的前沿动态,更为推动学科交叉融合与原始创新能力提升注入动力。
据悉,作为我国材料领域的杰出科学家,翟天佑教授长期深耕二维光电子材料与器件研究,已发表SCI论文500余篇,引用次数超5万次,H指数达126,还曾获国家杰出青年科学基金资助、湖北省自然科学一等奖等多项重要荣誉。
(审读人:秦广友 陶光明 段治国)

