太赫兹（THz）波是指频率在0.1～10 THz 范围内的电磁波，频率介于微波和红外波段之间，兼有微波和光波的特性，具有大带宽和高能量效率等特点，可应用于大容量数据的实时无线传输。THz通信技术是未来移动通信极具优势的技术途径之一，也是空间信息网络高速传输的重要技术手段。本报告重点讲述THz半导体量子器件研制与THz通信研究进展，并讨论了THz技术对未来6G技术发展的可能价值。

2D transition-metal dichalcogenide semiconductors are promising candidates in future electronics due to unmatched device performance at atomic limit and low-temperature heterogeneous integration. In this talk, I will present our recent advances in this area. The main topics include wafer-scale single-crystal epitaxial growth, uniform bi-layer material growth, dielectric integration and Ohmic contact, and heterogeneous integration with main- stream technology.

As the feature size of silicon-based integrated circuits (ICs) approaches the physical limit, short-channel effects appear, gate control attenuates, and leakage current increases, which seriously affects transistor performance and causes chip failure. Due to the inherent thickness of bulk silicon, the physical area cannot be further reduced, which restricts the area efficiency of silicon-based ICs. In addition, the speed mismatch between memory readout and logic operation.

报告首先介绍光电传感器的工作原理和主要应用范围，然后探讨智能硅基光电传感器的研究现状和发展趋势，最后重点讲述基于SPAD硅基光电传感器的激光雷达原理以及我们的研究成果。

本报告主要介绍以下几种二维材料及其异质结的发光特性、光电特性和磁电输运特性等。包括：1）发光：采用低温溶液法合成了具有规则形状的PbI2纳米薄片，探索了PbI2及其若干二维异质结的发光特性；并在此基础上，利用两步法制备多种超薄钙钛矿纳米片，包括具有不同维度的晶格结构的三维、二维RP、一维钙钛矿，实现了在单一纳米片上可逆的多物相调控，并结合若干传统二维材料，实现了对超薄钙钛矿纳米片的图案化设计和电荷转移调节。2）光电：发现和调控了二维铁磁性半导体FePS3的负光电导效应，并利用超快瞬态吸收测量手段，揭示了该效应起源于热电子的束缚态作用；基于二维黑磷与过渡金属硫化物（MoS2与WSe2）异质结，分别通过电致和光致的方式实现了二维中红外发光器件的制备和调控。3）磁电：利用低温磁电输运的实验手段，研究了手性拓扑磁材料Cr1/3NbS2，实现了对单个磁孤子的电学读取，并能够通过调节薄片厚度和磁场强度来控制磁孤子的产生或湮灭。还特此研究居里温度附近的磁输运行为，发现了二阶相变等有趣的磁阻现象。还利用全息TEM证明了手性螺旋周期与样品厚度和环境温度无关。

低暗电流、高内建电场等特点，是构建高灵敏光电探测器件的理想模式。低维材料很难实现掺杂，常规异质结都是采用堆叠的方式实现，这种方式会引入界面态，直接影响器件的结区电场空间分布、光电响应速度、暗电流。利用局域铁电极化场来实现低维半导体费米能级的调控，形成同质面内或者垂直异质结光 电探测器。由于没有引入界面缺陷态和少子势垒，这 种低维半导体同/异质结光电器件可大幅抑制暗电流、 同时能保持探测器的高响应速度和响应率，实现高性能光电探测功能。

The design of advanced integrated circuits and microsystems from zero to terahertz frequencies calls for fast and accurate electromagnetics-based modeling and simulation. The sheer complexity and high design cost associated with the integrated circuits and microsystems prevent one from designing them based on hand calculation, approximation, intuition, or trial and error. The move towards higher frequencies and heterogeneous technologies stresses the need even more.

人类获取的外界信息80%以上依赖于视觉，图像传感器作为感知视觉信息的“电子眼球”，是消费电子、智慧城市、安防交通、机器视觉等领域的核心器件。本报告主要讨论图像传感器的技术演进和最新技术成果：正照、背照、堆叠工艺和感存算一体化集成图像传感器技术；基于SPAD器件成像、量子成像等新机制成像技术；微光大动态范围成像芯片、基于飞行时间的三维成 像芯片、超大面阵成像芯片、感算一体智能化成像芯片等最新进展。

石墨烯的宏观组装结构包括1D纤维，2D薄膜/织物，3D气凝胶等，在将近20年的时间里随着石墨烯研究热潮的到来，其宏观结构也得到了广泛的研究，相关应用领域涉及能源、催化、生物、医药、国防等诸多方面。我们在研究中发现了氧化石墨烯宏观结构独特的自融合行为，并通过深入的理论分析和实验探索，逐步揭示了自融合行为的本质以及融合机理，从全新的角度理解了这种无机软物质材料的动态融合过程。同时，基于氧化石墨烯组装结构的自融合特性，我们开发了自下而上的融合组装方法，并且针对具体的实际应用设计了一系列新颖的结构，在储能、电加热、光致蒸发等功能性应用中获得了更加优异的性能。研究中对构效关系的解读有助 于我们进一步理解石墨烯结构在功能应用中的作用机制，并对结构 的优化设计提出指导，而融合组装方法的灵活性为相应结构的实现提供了可能。

Removal of 100 to 1,000 gigatonnes of CO2 this century may be needed to achieve deep decarbonization and avoid exceeding the 1.5°C climate target. Nano wonder materials and nanotechnology is playing key role. Graphene has found its use in numerous industrial applications due to its unique properties.

By sensing various life activities with microwave signals, portable radar sensors with state-of-the-art front-end and measurement algorithms have great potential to improve healthcare, security, and human-machine interface. This presentation will first provide an overview on the state-of-the-art smart radar sensors powered by advanced digital/RF beamforming, multiple-input and multiple-output (MIMO), synthetic aperture radar (SAR), inverse synthetic-aperture radar (ISAR), and deep learning.

Removal of 100 to 1,000 gigatonnes of CO2 this century may be needed to achieve deep decarbonization and avoid exceeding the 1.5°C climate target. Nano wonder materials and nanotechnology is playing key role. Graphene has found its use in numerous industrial applications due to its unique properties. While its impermeable and conductive nature can replace currently used anticorrosive toxic pigments in coating systems, graphene can be an important component as a next-generation additive for many

二维层状材料如石墨烯、过渡金属硫属化合物、拓扑绝缘体等具有优异的光电性质，譬如高迁移率、宽波段吸收以及大激子结合能等。将其与传统三维半导体如硅、锗、砷化镓等结合，构成2D/3D范德华异质结，可以有效弥补传统半导体吸收波段受限、异质结外延生长等困难，同时也可以有效促进二维层状半导体的实际应用。我们在近期工作中，对二维层状材料/半导体2D/3D范德华异质结的构筑及其光电器件应用展开了系统研究，通过构筑基于石墨烯/硅的异质结，结合表面单分子层钝化以及表界面能带调控，我们实现了高性能的石墨烯/硅异质结光伏及光电探测器。此外，通过制备具有独特垂直取向片层结构的MoS2、MoSe2等二维TMDs薄膜，利用其垂直方向上的优异载流子输运性能，构筑了高灵敏、高速、宽光谱的TMDs/Si光电探测器件，并通过硅陷光结构的设计与 界面钝化有效地提高了器件性能。进一步，我们发展了原位气相转化方法 制备了大面积且层数可控的PdSe2、WS2、PtTe2等二维薄膜，其与硅、锗 构成的异质结具有高偏振灵敏度，且光谱响应范围可以拓宽到中红外波段 以上，器件还显示出优异的室温红外成像功能。

报告摘要： 如何同时获得高分辨率、高灵敏度和宽动态响应范围是图像传感器芯片研究面临的矛盾痛点问题。近30年，学术界和工业界在感光器件和像素电路技术领域做了大量努力和尝试，包括新材料和新工艺的采用以及有源像素电路的提出和演进等。这些技术使得基于探放读分立传统像素架构的CMOS图像传感器取得了巨大的成功，得到了十分广泛的应用。然而，未来伴随着生物医疗、机器视觉以及自主驾驶等新兴应用场景的涌现，上述矛盾问题将越发显得突出。为了解决这一问题，本报告从底层像素器件和架构角度并受视网膜光感受器工作原理的启发，介绍探放读一体化像素器件和架构并研究基于此架构的像素器件和图像传感器及应用。