Profile

  何军教授，现任武汉大学物理科学与技术学院院长，教授/博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、科技部重大研发计划首席科学家、中组部 “万人计划”中青年科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才,享受国务院特殊津贴专家。

研究领域：

  何军教授致力于新型低维半导体的可控制备及器件应用研究，旨在通过材料结构设计、生长控制、性能调控及器件优化实现高性能半导体的电子、光电子器件应用。

主要从事的研究方向包括：

1）新型低维材料的可控制备与量子物性研究

2）基于新型低维半导体材料新原理、新结构的电子器件设计与制造；

3）新型二维半导体材料及其异质结的下一代电子、光电子器件及其硅基集成研究；

4）低维磁性材料物性研究及其低功耗自旋电子器件的制备。

主要学术成绩：

  近年来何军研究团队开展了新型低维半导体材料及其电子、光电器件应用研究。将范德华外延法普适性地应用于层状/非层状半导体材料二维化生长，实现了具有不同晶体结构的二维材料可控生长及阵列结构，构筑了基于范德华异质结的光电子多功能器件，获得了一系列受到国际同行重视的研究进展。已发表SCI研究论文200余篇，其中包括Science、Nature Materials 、Nature Nanotechnology、Nature Electronics、Nature Communications、Science Advances等影响因子大于10的通讯作者论文百余篇，论文引用超过20000次；申请发明专利40项，授权20余项。以第一完成人先后获得教育部自然科学一等奖、北京市自然科学奖一等奖、湖北省自然科学奖一等奖、中国材料学会科技奖一等奖、中国发明协会发明创业奖创新奖一等奖、国际材料学会联盟前沿材料科学家奖、中国科学院优秀导师奖、中国科学院朱李月华优秀教师奖和中国科学院大学BHPB导师奖等。

  目前担任湖北省物理学会理事长，中国材料研究学会纳米材料与器件分会副理事长，高教社&Springer合作期刊Frontiers of Physics主编；兼任Sci. Bull.副主编、Elsevier旗下Mater. Today Chem.副主编等，并与国家电网、高德红外等企业合作开发新型信息器件及高能效芯片，主持系统级应用研发项目。

课题组网页http://hejun.whu.edu.cn

近五年主要取得以下创新性成果：

1.发展了通用的硅基兼容二维电子材料范德华外延技术。针对传统外延生长中的多物理失配问题，提出了硅基二维电子材料范德华外延生长技术，在外延基底与外延材料之间引入范德华基底，有效抑制了位错或缺陷在外延生长过程中的传递，突破了异质界面集成过程中面临多物理失配的限制。多种二维电子材料在硅基上的成功制备验证了该技术的通用性。

2.将范德华外延法应用于非层状半导体材料二维化生长，从六方晶体到立方晶体结构，从单组分到复杂的三组分体系，实现了具有不同晶体结构的非层状材料的二维化及阵列结构；首次实现了非层状半导体薄至几个原子单层的二维可控生长。近期通过范德华外延法实现了非层状磁性材料的二维化生长，为二维磁性材料生长提供了新的途径，为其在二维自旋电子学中的应用奠定了基础。

3.阐明了异质界面结构对器件光电性能的调控规律。二维半导体材料具有原子级厚度，这种极限厚度使得器件性能极易受到界面散射、缺陷、界面粗糙度、静电屏蔽、表面接触电势等界面效应、量子效应的显著影响。项目组开展了基于范德华外延生长的层状/非层状范德华异质结系列工作。研究发现由于范德华间隙引入的额外隧穿势垒极大地增加了光生载流子的注入势垒，通过发展异质结构无缝隙的桥接技术，大大提升器件的光电探测性能。多种桥接异质器件验证了该方法的普适性。

4.发展了新型多功能集成电子器件。以5G、自动驾驶、智能机器人、图像/语音识别和大数据等技术为代表的一系列应用技术，标志着人类已进入高度发达的信息时代，对晶体管器件的性能要求越来越高。传统集成电路技术面临低智能、高能耗、低容错等挑战，发展新型器件技术成为当前研究的焦点。项目组利用二维电子材料的优势特点，在低功耗、存算一体和高性能多功能集成的新型电子器件领域取得了重要的研究进展。构建非对称范德华异质结，实现了超高器件性能与多种功能集成的有机统一；实现了一种基于二维层状/非层状材料异质结的高性能红外非易失性存储器；创造性的提出增强缺陷导致的陷阱效应以实现高性能的非易失性存储和红外探测；实现了存算一体的单极性忆阻器和忆阻晶体管。

5.低维拓扑材料制备及量子输运。我们提出利用纳米结构超高的比表面积，通过合成拓扑晶态绝缘体低维结构来实现表面态增强。通过生长过程中的晶面调控，首次从实验上获得了三种具有受拓扑保护的高对称性晶面的拓扑晶态绝缘体低维结构。通过磁输运测量，首次观测到了这些纳米结构中的AB振荡、sdH振荡及弱反局域化效应，从而首次从实验上证实了前人的理论预测。

Selected Publications

1. Chang Liu, Xuming Zou, Yawei Lv, Xingqiang Liu, Chao Ma, Kenli Li, Yuan Liu, Yang Chai, Lei Liao & Jun He*； Controllable van der Waals gaps by water adsorption, Nat. Nanotechnol. 19, pages448–454 (2024)

2. Wanying Li  , Quanyang Tao, Zhiwei Li, Guanhua Yang, Zheyi Lu, Yang Chen, Yao Wen, Yiliu Wang , Lei Liao , Yuan Liu  &Jun He*；Monolayer black phosphorus and germanium arsenide transistors via van der Waals channel thinning, Nat. Electron. 7, pages131–137 (2024)

3. Cheng Chen; Yuling Yin; Rencong Zhang; Qinghong Yuan; Yan g Xu; Yushuang Zhang; Jie Chen;Yan Zhang; Chang Li; Junyong Wang; Jie Li; Linfeng Fei; Qiang Yu; Zheng Zhou; Huisheng Zhang; Ruiqing Cheng; Zhuo Dong; Xiaohong Xu; Anlian Pan*; Kai Zhang*; Jun He*; Growth of single-crystal black phosphorus and its alloy films through sustained feedstock release, Nat. Mater. 22, 717–724  (2023)

4. Fengmei Wang*, Jun He*,Speeding protons with metal vacancies, Science 370, 525-526 (2020).

5. Pengfei Luo; Chang Liu; Jun Lin; Xinpei Duan; Wujun Zhang; Chao Ma; Yawei Lv; Xuming Zou;Yuan Liu; Frank Schwierz; Wenjing Qin*; Lei Liao*; Jun He*; Xingqiang Liu* , Molybdenum disulfidetransistors with enlarged van der Waals gaps at their dielectric interface via oxygen accumulation, Nat. Electron. 5(12): 849-858 (2022)

6. R. Q. Cheng, F. Wang, L. Yin, Z. X. Wang, Y. Wen, T. Shifa and Jun He*, High-performance, multifunctional devices based on asymmetric van der Waals heterostructures, Nat. Electron. 1, 356 (2018)

7. Ruiqing Cheng; Lei Yin; Yao Wen; Baoxing Zhai; Yuzheng Guo; Zhaofu Zhang; Weitu Liao;Wenqi Xiong; Hao Wang; Shengjun Yuan; Jian Jiang; Chuansheng Liu; Jun He*  ; Ultrathin ferrite nanosheets for room-temperature two-dimensional magnetic semiconductors, Nat. Commun.13(1): 5241 (2022)

8. Ruofan Du; Yuzhu Wang; Mo Cheng; Peng Wang; Hui Li; Wang Feng; Luying Song; Jianping Shi*; Jun He*; Two-dimensional multiferroic material of metallic p-doped SnSe, Nat. Commun. 13(1): 6130 (2022)

9. Lei Yin, Peng He, Ruiqing Cheng, Feng Wang, Fengmei Wang, Zhenxing Wang, Yao Wen and Jun He*，Robust trap effect in transition metal dichalcogenides for advanced multifunctional devices, Nat. Commun. 10, 4133 (2019)

10. Qisheng Wang; Yao Wen; Kaiming Cai; Ruiqing Cheng; Lei Yin; Yu Zhang; Jie Li; Zhenxing Wang; Feng Wang; Fengmei Wang; Tofik Ahmed Shifa; Chao Jiang*; Hyunsoo Yang*; Jun He*; Nonvolatile infrared memory in MoS2/PbS van der Waals heterostructure, Sci. Adv. 4:eaap7916 (2018)

主持或参与科研项目

1.国家自然科学基金联合基金项目、重点支持项目，U23A20364, 基于二维结构的星载智能探测成像芯片研究，2024/01-2027/12, 263万元，项目负责人；

2.国家自然科学基金重大研究计划、重点支持项目，91964203, 二维层状材料及其异质器件集成，2021/01-2023/12, 300万元，项目负责人；

3.科技部国家重点研发计划, 2018YFA0703700, 晶圆级二维电子材料的外延生长、异质结构筑及电子器件，2019-2024， 2171万， 项目负责人；

4.国家自然科学基金应急管理项目，61851403，新型二维半导体材料及其光电子器件的硅基集成，2019/01-2021/12, 300万元，项目负责人；

5.中组部 “万人计划”中青年科技创新领军人才,2018/01-2021/12,80万元，项目负责人；

6.中国科学院战略性先导B类培育项目，2018/01-2020/12,30万元，已结题，参与;

7.JWKJW创新项目，XXXX项目，2018/11-2021/11, 150万元，项目负责人；

8.国家杰出青年科学基金，61625401，新型二维硫族半导体及电子、光电子器件，2017/01-2021/12，350万元，项目负责人；

9.科技部国家重点研发计划，2016YFA0200700，光电转换体系中物理化学性质的跨尺度表征与测量，2017/01-2021/12，200万元，参与；

10.国家自然科学基金面上项目，61574050，二维拓扑晶态绝缘体可控生长及表面态输运调控，2016/01-2019/12，80.8万元，已结题，项目负责人；

11.中国科学院装备研制项目，YZ201517，硫族二维层状半导体材料范德华外延生长设备（E-vdWED），284万元，已结题，项目负责人；

12.国家自然科学基金面上项目，21373065，：(In,Ga)2Te3一维纳米结构及其核壳复合材料的可控制备与光电性能研究，2014/01-2017/12，81万元，已结题，项目负责人；

13.“一三五”卓越中心培育项目，2014/1-2015/12，50万元，已结题，参与;

14.中国科学院先导A类项目，XDA09040201，2013/01-2018/8，310万元， 已结题，参与;

15.中国科学院重点部署项目，图案化硅衬底上III-VA族半导体生长，2013/01-2017/12，100万元，已结题，项目负责人；

16.中国科学院引进海外杰出人才，270万，已结题，项目负责人；

17.高德红外股份有限公司技术开发（委托）合同，室温光子型红外探测器，2023/05-2026/12，500万元，项目负责人；

Educational Experience

• [1]2000.9-2003.7

  中国科学院半导体研究所  | Doctoral degree | With Certificate of Graduation for Doctorate Study

• [2]1993.9-1996.7

  中国地质大学（北京）  | 硕士研究生毕业 | 理学硕士学位

• [3]1989.9-1993.6

  中国地质大学（武汉）  | 学士 | Undergraduate (Bachelor’s degree)

Work Experience

• [1] 2019.7-Now
  

  武汉大学  | 物理科学与技术学院  | 物理科学与技术学院院长  | 教授
  

• [2] 2010.11-2019.7
  

  国家纳米科学中心  | 研究员
  

• [3] 2007.9-2010.10
  

  美国加州大学洛杉矶分校  | 研究科学家
  

• [4] 2005.9-2007.7
  

  美国加州大学圣芭芭拉分校  | 博士后
  

• [5] 2003.9-2005.6
  

  荷兰埃因霍温科技大学  | 博士后
  

Social Affiliations

• [1]

  担任高教社&Springer合作期刊Frontiers of Physics主编，兼任Sci. Bull.副主编、Elsevier旗下Mater. Today Chem.副主编、Elsevier旗下Flat. Chem.编委、Nature旗下npj 2D Mater. & Appl.编委