为深入贯彻落实党中央关于“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”的精神，进一步加强浙江大学高水平学术成果的凝练与传播，搭建优秀学者交流互促的平台，引领正确的学术价值观，助力“双一流”建设,同时为优秀学科建设拔尖造峰夯实人才根基，11月6日下午，校学术委员会组织现场答辩，评选出了浙江大学2023年度十大学术进展和青年学者十大学术进展。我院田鹤教授的学术成果“新型高密度存储铁电畴壁器件”成功入选“十大学术进展”，薛晶晶研究员的学术成果“光伏钙钛矿的取向成核机制”成功入选“青年学者十大学术进展”！
一、新型高密度存储铁电畴壁器件
1.项目简介
强关联体系具有丰富的物理属性和调控潜力，铁电与多铁材料中的畴壁更拥有与主体材料不同的维度和对称性，能够在纳米甚至原子尺度上产生不同于极化畴中的耦合行为与量子关联，如铁电与金属性共存、新的磁光效应、新的阻变及忆阻效应等，也使铁电存储具备非易失、低功耗、高密度等天然优势。然而，功能性铁电畴壁的形成能量高、操纵控制难，难以利用畴壁实现存储需求。为了拓展畴壁在存储材料与功能器件方面的实际应用，需设计畴壁的可控制备和精确操控方案，研究其动力学响应机理，以真正实现“畴壁即器件”的功能设计与应用。带电畴壁是在铁电体内创建的新型人工界面，通过施加电场，可控制畴壁的形成与运动，构建不同功能的畴壁器件。这一发现刷新了人们对于铁电翻转行为的认识，推动了畴壁作为新颖的可控单元在纳米电子器件中的应用。项目创新点如下：
创新点一：获得了稳定高能量铁电带电畴壁的条件，解决了功能性带电畴壁形成难、稳定差的问题，实现了带电畴壁的晶胞级人工操纵。通过在纳米尺度研究电荷转移的动力学行为，发现了电荷对于带电畴壁操控与稳定的关键作用，阐明了功能性铁电畴壁形成和操纵的机制。
创新点二：拓展了铁电畴壁成为物性调控的新单元，以可控方式操纵畴壁，开启了材料局域性能调控的全新维度。传统的性能调控通常通过成分调整、界面组合等方式，然而畴壁操控是在不改变成分及结构的前提下，在单体材料中人为引入、控制功能性界面，展示了新的调控自由度。
创新点三：通过带电畴壁的晶胞级精确操纵，可控构建、组合铁电隧道结构成畴壁器件，赋予了全新的量子化忆阻特性，是高精度、数字型存算一体类脑构架的硬件支撑。这是传统铁电畴及畴壁不具备的新功能。研究中所展示的畴壁控制机制与实现方案具有普适性，已被证实可在多种铁电材料的异质结构中实现。
2.主要标志性成果
相关研究成果2023发表于Nature，项目成果拓展了畴壁作为新颖的可控单元，展现了物态调控的新方式，为下一代存储器件提供了更广泛且独特的功能。
https://mse.zju.edu.cn/2023/0119/c50924a2711490/page.htm
3.项目负责人及研究团队介绍
浙江大学张泽院士、田鹤教授团队，针对强关联体系中自旋序、铁电序等耦合规律问题，发展了电荷动态分布、轨道角动量涡旋电子等一系列原创理论、方法与技术，实现了微观电荷、自旋及其有序化的探测及耦合机理研究。项目负责人田鹤教授，国家杰青，国家海外高层次人才，中国电镜学会理事，电子显微学方法与仪器技术委员会副主任。2014年至2020年任浙江大学百人计划研究员；2020年起任浙江大学长聘教授、求是特聘教授。
二、光伏钙钛矿的取向成核机制
1.项目简介
钙钛矿太阳能电池是极具潜力的新一代半导体光伏技术，其中甲脒铅碘基钙钛矿因其理想的光学带隙和热稳定性，被认为是钙钛矿家族中实现高光电转换效率的最具前景的材料。然而，其具有光学活性的黑色晶相在结晶的过程中往往会伴随着非光学活性的其他晶相的存在。钙钛矿的快速结晶动力学（以秒为单位计），使得其相转变过程的关键微观机制依旧不明，这妨碍了针对性的晶相调控策略的设计与开发。由于对其共性关键机制理解的缺乏，在某一场景下适用的相调控策略往往不能适用于其他场景，阻碍了该项技术的规模化应用。
该研究发现了甲脒铅碘基钙钛矿黑相形成过程中的一种普适性的取向成核机制，该种机制抑制了非光学活性的晶相形成，使得在室温下就能形成纯净的具有光学活性的黑色晶相，该种机制在多种场景下的钙钛矿沉积中均适用。研究团队基于此普适性机制实现了钙钛矿小面积太阳能电池器件光电转换效率的显著提高，并放大于大面积模组中实现了近23%的光电转换效率，一度打破了该电池尺寸下当时钙钛矿电池大面积模组的世界记录。
2.主要标志性成果
相关研究成果2023年发表于Nature，并申请专利1项。
https://mse.zju.edu.cn/2023/0625/c50924a2775327/page.htm
3.项目负责人及研究团队介绍
杨德仁院士团队薛晶晶研究员课题组，目前主要从事钙钛矿半导体光伏材料与器件研究，主要包括钙钛矿结晶调控、载流子动力学、大面积钙钛矿光伏器件、叠层光伏器件等。项目负责人薛晶晶研究员近5年以第一或通讯作者在Science（2）、Nature（2）、Nature Photonics（2）、Nature Energy等发表多篇论文，入选国家海外高层次人才引进计划、福布斯中国30岁以下精英榜、《麻省理工科技评论》亚太区“35岁以下科技创新35人”等。
