| 评审组： | 电子与通信技术组 | | 项目名称： | 铪基铁电场效应晶体管性能调控方法和关键机理 |
| 提名单位： | 陕西省电子学会 |
| 提名等级： | 一等奖 |
| 提名单位意见： | 基于铪基材料的铁电场效应晶体管（FeFET）可以同时实现超低功耗陡峭亚阈值摆幅逻辑器件与非易失存储芯片，加速突破铪基FeFET核心技术是推动高端集成电路发展的重要途经。本项目在国家自然科学基金重大研究计划、杰出青年基金、优秀青年基金、重点项目和国家重点研发计划等项目支持下，原创性揭示了负电容场效应晶体管（NCFET）基本器件特性与核心机制，为超低功耗陡峭亚阈值摆幅铁电器件发展奠定了重要基础；揭示了氧空位（VO）产生及其分布规律，成功突破了铪基铁电材料和器件极化耐久性难题。该项目团队在微电子主流会议和期刊发表代表性论文。本项目牵头人韩根全为西安 电子科大学二级教授，国家杰青，参与人刘艳为国家高层次人才。 本成果首次实验发现了NCFET中的电容尖峰和负微分电阻效应，并阐明了负电容效应的核心机制为偶极 子不完全反转，从而引领了 NCFET 的进步与发展；揭示了HfZrO2铁电中VO面内扩散和界面注入是决定 极化疲劳和恢复的核心物理机制，建立了VO生成和扩散的极化微观模型。发明了一种高耐久性HfO2-ZrO2超晶格铁电新材料，使极化反转耐久性提升至 5E12次的领先水平，为铪基铁电材料与器件的应用奠定了重要的科学基础。UCBerkeley、MIT、德国NamLab、东京大学、英特尔、TSMC等学术界和工业界一流研究机构，广泛引用该项目工作。 提名该项目为陕西省自然科学奖一等奖。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 代表性论文专著目录： | 
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| 主要完成人情况： | - 姓名：韩根全
排名：1
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：主导了针对铪基铁电场效应晶体管研究，原创性揭示了负电容场效应晶体管的电容尖峰和负微分电阻效应，并阐明了负电容效应的核心机制为偶极子不完全反转；揭示了铪基铁电薄膜的极化疲劳与恢复的核心物理机制是氧空位的面内扩散并建立相关模型，发明了高耐久性超晶格铁电新材料，可有效调控氧空位扩散行为，使极化反转耐久性提升至 5E12 次的领先水平。（对应科学发现1，2，是代表性论文1，2，3的通讯作者，代表性论文4，5的共同作者）
- 姓名：周久人
排名：2
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：实验制备铁电负电容场效应晶体管，并首次实验发现了NCFET中的电容尖峰和负微分电阻效应，阐明了负电容效应的核心机制为偶极子不完全反转，从而引领了 NCFET 的进步与发展。（对应科学发现1，是代表性论文1，2，3的第一作者）
- 姓名：玉虓
排名：3
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：建立氧空位行为与铁电极化特性的介观模型，解释唤醒和疲劳等耐久特性非理想效应的机理；证明氧空位的重新分布是铪基铁电疲劳和恢复的主要物理机制，发现氧空位的可逆调控对铁电性的精确调控。（对应科学发现2，是代表性论著4，5的通讯作者）
- 姓名：陈佳佳
排名：4
行政职务：无
技术职称：副研究员
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：首次构建基于氧空位（VO）的HfO2基铁电介观相场模型，揭示VO分布与极化翻转耦合机制，阐明其主导铁电疲劳与恢复的动力过程。通过VO的可逆调控实现多值存储与性能恢复，实验与计算证实VO重分布是疲劳恢复的关键机制，循环增强VO稳定性有望实现无限耐久。对应科学发现2，是代表性论文4，5的共同第一作者
- 姓名：刘艳
排名：5
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：发明了铪基超晶格铁电薄膜，有效实现对氧空位迁移的限制，使极化反转耐久性提升至 5E12 次的领先水平。实现了基于超晶格结构的铁电场效应晶体管，耐久特性显著提升。对应科学发现2，是代表性论文1，2，3，4，5的共同作者
- 姓名：陈冰
排名：6
行政职务：无
技术职称：教授
工作单位：西安电子科技大学
完成项目时所在单位：西安电子科技大学
对本项目主要学术贡献：发现铪基铁电低场耐久性恢复效应，合作发现揭示氧空位（VO）缺陷相关物理过程对HfO2基铁电材料特性影响机制。创新发明HfO2-ZrO2超晶格铁电，有效调控VO扩散行为，极大提升了材料的耐久性和疲劳恢复能力，实现铁电极化反转耐久性最高记录（> 5E12次）。对应科学发现2，为代表作论文4的作者。
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| 主要完成单位： | - 单位名称：西安电子科技大学
单位贡献：西安电子科技大学是一所以信息与电子学科为主，涵盖工、理、管、文等多学科协调发展的全国重点大学，直属教育部，是国家“双一流”和“211工程”重点建设高校。学校设有国家首批示范性微电子学院、陕西省集成电路与微纳器件协同创新中心、国家集成电路人才培养基地，并拥有微电子学与固体电子学国家重点学科。
本单位的韩根全教授团队深入参与了NCFET电容尖峰与负微分电阻效应分析、高耐久性HfO2-ZrO2超晶格铁电新材料等关键技术的研发工作，构建了涵盖半导体材料、器件及芯片的系统性理论体系，为NCFET及铪基铁电器件的应用与发展奠定了重要科学基础，并为高端芯片的制备提供了关键技术支撑与创新动力。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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