2023年5月15日10时30分，应我院董文副教授邀请，西湖大学理学院物理系刘仕研究员做客“喻园•育芯”讲坛。给我院师生带来题为《新型二元氧化物铁电材料理论研究》的相关报告。薛堪豪教授、叶镭教授等参加了此次交流会。

刘仕研究员首先介绍了铁电材料的用途，铁电材料及器件可用于压电驱动、铁电光伏、固态制冷、无创超声刀和废热发电等领域，并介绍了一种新型的铁电材料：二氧化铪（HfO₂）,这种新型的二元氧化物铁电材料与硅基工艺高度兼容，有望替代传统的钙钛矿型铁电材料。接着刘仕研究员介绍了近期课题组取得的一系列成果。通过第一性原理计算，发现铪基铁电具有独特的热释电效应，并发现HfO₂具有新颖的“电致拉胀效应”。此外还谈到带电氧空位能够显著影响HfO₂同一晶向不同构型间的稳定性，促进非铁电相向铁电相转变。最终建立了一个基于氧空位可变电荷的态的简单模型，能较好的解释薄膜制备中的多相共存、器件的唤醒效应、流性印记效应、惯性翻转等困扰铪基铁电的关键问题。在提问环节，刘仕研究员与在场老师和同学们就铪基铁电第一性原理计算进行了深入的交流和探讨。

通过此次讲座，让同学们对铪基铁电理论模型的计算有了更进一步的了解，相变动力学与氧空位电荷态的耦合问题对铪基薄膜的铁电性起源以及器件可靠性问题有重要影响。刘仕研究员课题组建立的理论模型思想为同学们设计和调控铪基铁电有很大的指导性意义，二元氧化物铁电为解决铁电材料与半导体工艺的兼容性带来了新思路。

报告人介绍：

刘仕，2009年本科毕业于中国科学技术大学，2015年博士毕业于美国宾夕法尼亚大学，博士后工作于华盛顿卡内基研究所和美国陆军研究所，现为西湖大学理学院物理系特聘研究员、博士生导师。先后入选浙江省和国家海外高层次人才引进计划青年项目。长期从事计算物理和计算材料学方向的研究工作，综合运用第一性原理密度泛函理论计算和大尺度分子动力学，研究功能氧化物和量子材料的构性关系。自2013年以来，共参与发表文章60余篇。目前主持国家科技部重点研发青年科学家项目、国家自然科学基金委面上项目、青年科学基金项目等多个项目。