何剛

何剛，博士，安徽大學“皖江學者”特聘教授。2001年獲安徽大學理學學士學位，2006年獲中國科學院合肥物質科學院固體物理所凝聚態物理博士學位。2007～2011曾先後在日本東京大學、日本國家材料研究所從事科學研究工作。現為安徽大學物理與材料科學學院特聘教授、安徽省皖江學者特聘教授、博士生導師、國家自然科學基金、安徽省自然基金評審專家。

1997～2001 安徽大學物理系電子材料與元器件專業 (本科)。

2001～2006 中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所(碩博連讀)。

2007～2009 日本東京大學工學部應用化學系，日本學術振興會(JSPS)博士后研究員。

2009～2011 日本國家物質材料研究所先進電子材料研究中心高級研究員。

2011～現在 安徽大學物理與材料科學學院特聘教授，安徽省“皖江學者”特聘教授，博導。

主要研究方向本課題組以構築高性能III-V族MOSFET 為牽引目標，對其中的關鍵技術和科學問題，如high-k柵極材料的製備、界面物性和場效應晶體器件構築等課題開展了系統的研究。

(1)系統研究了不同濃度的氮摻雜對HfO柵介質薄膜的光學性能的影響; 利用光電子能譜，首次報道了摻雜對過渡族氧化物帶結構的調控，並且首次闡述了界面生長被有效抑制的微觀機理, 證明氮摻雜是調控HfO超薄膜帶隙的一種行之有效的途徑，所有這些為摻氮HfO薄膜取代SiO作為場效應管的柵極材料奠定了實驗基礎；系統研究了過渡族硅酸鹽和鋁酸鹽超薄膜的微結構穩定性、界面的熱響應以及界面結構變化行為，同時系統分析了相應鉿基CMOS器件的電學特性及其變化趨勢；研究表明了鉿的硅酸鹽和鋁酸鹽很可能作為代替SiO的柵極候選材料。所有研究加速了鉿基超薄膜在未來新型納米場效應晶體管中的應用。

(2)利用新型前驅物和金屬有機物化學氣相沉積的方法，首次獲取了微碳含量的鋁基超薄膜，同時新型前驅物的使用，實現了氮摻雜技術的創新。系統研究了鋁基超薄膜的整個動力學生長過程和薄膜生長的模式，為獲取適合於微電子器件柵材料應用的高質量鋁基超薄膜奠定了實驗基礎。

(3)利用氮化的技術，在III-V半導體襯底上沉積了鋁基超薄膜體系，首次發現了襯底材料被有效的鈍化，研究結果表明襯底表面的鈍化來自於於鋁基體系本身存在的自清潔行為，該研究結果拓寬了新型半導體溝道的表面鈍化處理的方法範圍。同時相關的器件研究表明，鋁基超超薄膜體系的澱積，有效避免了III-V器件中普遍存在的費米釘扎行為，該研究為構築新型納米MOS器件奠定了實驗基礎，為鋁基超薄膜在未來納米微電子器件中的應用做了相關的系統的鋪墊工作。

(4) 截至目前, 在APL、JAP、Nanotech 、JMC等國際著名刊物上合作發表SCI 檢索論文近150 篇，其中第一作者及通訊作者60餘篇，被正面引用1500 多次，H 指數為20，單篇最高引用近170次；國際會議論文5 篇，國際會議大會邀請報告2次；基於在超薄柵材料方面所取得的成果，先後受邀在國際頂尖雜誌Prog. Mater Sci (IF=25.870)；Surf. Sci. Rep(IF=24.562)，Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. (IF=9.467) 等核心期刊上撰寫專業綜述。此外主編英文書: High-k Gate Dielectrics for CMOS Technology，由德國WILEY-VCH 出版社出版；另外參與撰寫英文書籍Handbook of Innovative Nanomaterials: From Synthesis and Applications 一章節。先後主持國家自然科學基金面上、青年項目，教育部重點科學技術項目，留學回國人員擇優資助項目，以及安徽省自然科學基金面上項目多項；先後參與多項包括國家973 重大研究計劃項目、國家自然科學基金面上項目、中國科學院百人計劃項目基金、日本學術振興會博士后特別基金項目等在內的重要課題。2013年入選安徽省學術與技術帶頭人後備人選；2013年度入選安徽省“皖江學者”特聘教授；2014年度以第一完成人獲安徽省自然科學二等獎；2016年度以第三完成人獲安徽省自然科學二等獎。

研究成果

本人一直從事新型高介電柵極材料的探索以及相關新型器件的研究工作，重視規律性的探索，取得了一些重要的實驗結果。特別是在鉿基超薄柵的物性及其構築硅基MOS器件性能探索方面，取得了一系列的原創性研究成果，得到了國際同行的認可和高度關注。和合作者一起，已經發表SCI學術論文55篇，包括11篇Appl. Phys. Lett, 9篇J. Appl. Phys等。受邀在Prog. Mater. Sci., Crit. Rev. Solid State Mat. Sci.,和J. Mater. Sci. Technol.,等雜誌上撰寫相關領域的綜述論文多篇。3次應邀在國際學術會議（包括MRS年會）上作邀請報告。發表的論文共被SCI刊物正面引用450多次 (單篇最高引用達到七十餘次)。此外參與撰寫英文書Handbook of Innovative Nanomaterials: From Synthesis and Applications一章節。以主編的身份組織撰寫英文書: High-k Gate Dielectrics for CMOS Technology, 由德國WILEY出版社出版。獲得的獎勵包括中國科學院院長獎(2005年度)和全國功能材料優秀論文獎(2004年度). 先後主持和參與多項包括國家973重大研究計劃項目、國家自然科學基金重大研究計劃項目、國家自然科學基金、中國科學院百人計劃項目基金、中國科學院院長優秀獎專項基金等在內的重要研究課題。

在凝聚態物理、特別是在鉿基超薄柵的物性及其MOS器件性能探索方面，取得了一系列的原創性成果，得到了國際同行的認可和高度關注。在國際有影響的刊物（如Pro. Mater. Sci., Surf. Sci. Rep., Appl. Phys. Lett., J. Mater. Chem., J. Appl. Phys等）發表論文110餘篇，被正面引用近1000餘次。

代表性論文

(1) G. He, J. Gao, H. S. Chen, J. B. Cui, X. S. Chen, and Z. Q. Sun, "Modulating the interface quality and electrical properties of HfTiO/InGaAs gate stack by atomic-layer-deposied AlO passivation layer"ACS Appl. Mater. Interfaces. 6 (2014) 22013-22025.(IF=6.723)

(2) G. He, J. W. Liu,H. S. Chen, Y. M. Liu, Z. Q. Sun, X. S. Chen,M. Liu, and L. D. Zhang" Interface control and modification of band alignment and electrical properties of HfTiO/GaAsgate stacks by nitrogen incorporation"J. Mater. Chem. C.2(27) (2014)5299-5308.

(3) G. He*, X. S. Chen, and Z. Q. Sun, “Interface engineering and chemistry of Hf-based high-k dielectrics on III-V substrates”Sur. Sci. Rep. 68 (2013) 68. (IF=15.333)

(4) G. He*, T. Chikyow, X. S. Chen, H. S. Chen, and Z. Q. Sun, “Cathodeluminescence and field emission from GaN/MgAlOgrown by metalorganic chemical vapor deposition”J. Mater. Chem. C. 1 (2013) 238. (IF=6.013)

(5) G. He*, B. Deng, Z. Q. Sun, X. S. Chen, Y. M. Liu, and L. D. Zhang, “CVD-derived Hf-based high-k gate dielectrics”Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 38 (2013) 235. (IF=9.467)

.(6) G. He*, Z. Q. Sun, G. Li, and L. D. Zhang, “Review and perspective of Hf-based high-k gate dielectrics on silicon”Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 37 (2012) 131.(IF=9.467)

(7) G. He*, Z. Q. Sun, S. W. Shi, X. S. Chen, J. G. Lv, and L. D. Zhang, “Metalorganic chemical vapor deposition of aluminum oxynitride from propylamine-mixed dimethylaluminum hydride and oxygen: growth mode dependence and performance optimization”J. Mater. Chem. 22 (2012) 7468. (IF=6.013)

(8) G. He*, L. Q. Zhu, Z. Q. Sun, Q. Wang, and L. D. Zhang, “Integrations and challenges of novel high-k gate stacks in advanced CMOS technology”Prog. Mater Sci. 56 (2011) 475. (IF=23.194)

(9)G. He*, T. Chikyow, and S. F. Chichibu, “Interface chemistry and electronic structure of GaN/MgAlOreveaed by angle-resolved photoemission spectroscopy”Appl. Phys. Lett. 97 (2010) 161907. (IF=3.794)

(10) G. He*, L. D. Zhang, M. Liu, and Z. Q. Sun, “HfO-GaAs metal-oxide-semiconductor capacitor using dimethylaluminumhydride-derived aluminum oxynitride interfacial passivation layer”Appl. Phys. Lett. 97 (2010) 062908. (IF=3.794)

(11) G. He*, Z. Q. Sun, M. Liu, and L. D. Zhang, “Nitrogen dependence of band alignment and electrical properties of HfTiON gate dielectrics metal-oxide-semiconductor capacitor”Appl. Phys. Lett. 97 (2010) 192902. (IF=3.794)

(12) G. He*, S. Toyoda, M. Oshima, and Y. Shimogaki, “Chemical bonding state and band alignment of AlONgate stacks grown by metalorganic chemical vapor deposition”Appl. Phys. Exp. 2 (2009) 075503. (IF=2.731)

徠在研項目

（1）高k柵介質/鈍化層/InGaAs疊層結構設計、界面失穩調控及性能優化；國家自然科學面上項目（51572002），2016-2019，總經費：76.8萬。（主持）

(2) HfTiON/AlON/Ge疊層柵結構設計、界面調控及器件性能研究; 安徽省自然科學基金面上項目（1608085MA06), 2016-2017，總經費：8萬。

（3）疊層結構對新型MOS 場效應晶體管的界面調控和性能優化研究；國家自然科學基金面上合作項目（11474284），2015-2018，總經費：90萬。（合作36萬）

（4）鉿基高k柵與GaAs溝道材料的界面調控與相關器件性能研究；留學回國擇優資助項目；2015-2017，經費：11萬。（主持）

（5）2014年度省學術和技術帶頭人及後備人選科研活動資助，經費：2萬。

（6）安徽大學傑出青年培育基金，安徽大學，25萬。

（7）安徽大學高層次人才引進專項啟動經費（200萬）

（8）安徽大學協同創新中心項目：微弱信號感測材料與器件集成（高靈敏輻射探測材料與器件方向負責人）

（9）國家973計劃子項目（2013CB632705）：人工微結構材料集成的深空紅外探測器研製與應用研究，2013-2017，（參與）

國際活動

應表面科學領域的國際著名期刊《表面科學報道》特邀，安徽大學物理與材料科學學院特聘教授何剛撰寫了題為“鉿基高介電常數材料與III-V族半導體基底的界面化學工程”(Interface engineering and chemistry of Hf-based high-k dielectrics on III-V substrates)的長篇綜述，於2013年3月發表。據了解，何剛教授是該期刊第一單位和第一作者均為大陸地區的第四位作者。

作為表面科學領域的頂級期刊，《表面科學報道》由世界上最大的科技與醫學文獻出版發行商之一荷蘭愛思唯爾科學公司(Elsevier Science)創辦。該期刊不接受自由投稿，每期只發表1-2篇論文，都是特邀表面科學領域傑出科學家撰寫論文。該期刊近五年的平均影響因子高達18.095。

何剛教授的綜述就近年來新型鉿基高介電常數材料和III-V族高遷移率溝道材料的界面行為及其相關器件的研究進行了系統梳理，為該領域的研究提供了最前沿的研究資料，也為微電子半導體等相關領域的技術開發起到實際推動作用。

該綜述也對何剛教授課題組已發表的最新研究進展作了總結。何剛課題組通過金屬有機化合物化學氣相沉積和原子層沉積的方法，生成具有自清潔行為的目標氧化物，解決了學界一直以來採用化學方法難以清除表面氧化物的難題。這種沉積方法有效控制了高介電常數柵極材料和III-V族半導體基底疊層柵的多界面態行為，改善了金屬氧化物半導體器件的電學性能，為今後高電子遷移率器件的微型化和高速化的發展奠定了基礎。據悉，這種改進可以運用到極端條件下的通訊、電子產品、航空航天等領域，可以提升電子器件如電腦、單反相機的處理速度，改善航空航天探測器的性能等。