刘 剑

刘剑,男,博士,研究员,博士生导师。

1966年出生1988年吉林大学毕业后加入中国科学院半导体所,先后参加了七五国家、科学院重大基金项目,八五攀登计划项目低维半导体量子输运相关课题的研究工作 19955月赴奥地利维也纳技术大学固态电子学研究所做访问学者;19973月赴英国伯明翰大学物理系学习并获硕士学位;19985月开始在德国亚琛工业大学、维尔堡大学物理系学习和工作,2003年获维尔兹堡大学自然科学博士学位并从事博士后研究工作。20053月起中国科学院半导体研究所研究员。

取得的重要科研成果和获得的奖励情况

1. 半导体低维电子系统的输运现象及其在新型量子器件方面的应用:研究GaAs/AlAs 双势垒中的 G-C 电子态混合引起的磁隧穿振荡,GaAs/AlGaAs 短周期超晶格中微带输运与Si杂质相关输运之间的一种新Fano共振隧穿机制朗道能级间的级联共振隧穿现象THz源应用

2. 发展了以微制作工艺手段获得金属纳米团簇线的方法,研究金属纳米团簇在室温单电子器件方面的应用;成功制作了小于50纳米的金点接触结,研究金属、Spin-glass纳米点接触相关输运现象,观察到声子谱和杂质相关的零偏压电导异常。

3. 窄禁带稀释磁性半导体微结构的自旋输运:研究HgTe/HgCdMnTe量子阱中Mn相关的Rashba自旋-轨道耦合效应增强现象,HgMnTe磁性二维电子气中Rashba效应、塞曼分裂和交换作用的竞争机制以及奇数填充的反常量子霍尔效应。

4. NiMnSb半金属薄膜材料的自旋输运和TMR器件研究, CoFe/AlO/NiMnSb 器件室温TMR 8.7%

5. 研究CMOS图像传感器消除图像拖尾现象、降低噪声的物理机制。

6. 室温工作CMOS太赫兹探测与成像芯片。

主要研究领域或方向

CMOS太赫兹探测与成像、太赫兹超材料及器件、微纳米结构制作工艺技术。

联系方式

邮箱:liujian@semi.ac.cn

在研/完成项目

在研项目:国家重点研发计划纳米科技重点专项“CMOS 兼容的太赫兹源,探测和阵列成像课题:CMOS/BiCMOS室温下连续操作太赫兹探测器(2016-2021);国家自然科学基金委面上项目基于二维材料和超材料的太赫兹全光开关特性研究2017-2020)。

完成项目:科技部重大科学研究计划项目新原理、高增益III-V族半导体光电传感器(2006-2010;科技部重大科学研究计划项目半导体量子结构中的自旋量子调控课题:半导体量子结构中的自旋注入、调控和自旋态的相干超快光学操作)(2007-2011);科学院三期重要方向性项目半导体自旋量子结构中的器件物理效应课题:半导体磁性量子结构中的自旋注入、调控和检测)(2006-201102专项课题超高速CMOS图像传感器芯片的前端设计与芯片测试验证”(2011-2013);科技部重大科学研究计划项目新型图像传感器及并行图像处理芯片的研究与集成课题:新型图像传感器线阵研究(2011-2015);国家自然科学基金委重点基金项目硅基太赫兹通信集成电路基础理论与关键技术”(2014-2018)

代表性论文或著作

16. A 0.9–2.25-GHz Sub-0.2-mW/GHz Compact Low-Voltage Low-Power Hybrid Digital PLL With Loop Bandwidth-Tracking TechniqueZhao Zhang, Jincheng Yang, Liyuan Liu, Peng Feng, Jian Liu, Nanjian WuIEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) SystemsVolume:26, Issue:5, 933-944(2018).

15. A Heterogeneous Parallel Processor for High-speed Vision ChipJie Yang, Yongxing Yang, Zhe Chen, Liyuan Liu, Jian Liu, Nanjian WuIEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, VOL.28, NO.3, 746-758(2018).

14. Active Control Transmission of Terahertz Metamaterials Based on Ion Implantation and Light PumpingZhaoxin Geng, Xiong Zhang, and Jian Liu

IEEE Photonics Journal, Vol.10, No.1, Iss.1:5900208(2018).

13. Optical Controlled Terahertz Modulator Based on Tungsten Disulfide NanosheetZhiyuan Fan, Zhaoxin Geng, Xiaoqin Lv, Yue Su, Yuping Yang, Jian Liu & Hongda  ChenScientific Reports, Vol.7:14828(2017).

12. Terahertz detector for imaging in 180-nm standard CMOS processZhaoyang Liu, Liyuan Liu, Zhao Zhang, Jian Liu, Nanjian WuScience China Information Sciences, Vol.60: 082401(2017).

11. Optically tuned terahertz modulator based on annealed multilayer MoS2Yapeng Cao, Sheng Gan, Zhaoxin Geng, Jian Liu, Yuping Yang, Qiaoling Bao & Hongda ChenScientific Reports, Vol.6:22899 (2016).

10. Polarization-Sensitive Coupling and Transmission Dip Shift in Asymmetric MetamaterialsYapeng Cao,Yiyang Xie, Zhaoxin Geng, Jian Liu, Qiang Kan and Hongda ChenThe Journal of Physical Chemistry. C, 119, 6204-6210(2015). 

9. Tuning of Fano resonances in terahertz metamaterialsY.P. Cao, Y.Y. Wang, Z.X. Geng, J. Liu, Y.P. Yang, and H.D. ChenJournal of Applied Physics 117, 063107 (2015).

8. Pixel-parallel feature detection on vision chipJie Yang, Cong Shi, Liyuan Liu, Jian Liu, Nanjian WuElectronics Letters, Vol.50 (Issue 24), 1839-1841 (2014).

7. Fabrication of metallic air-bridges using multiple dose electron beam lithography; E. Girgis, J. Liu and M. L. Benkhedar; Applied Physics Letters, Vol.88, 202103 (2006).

6. New type of Fano resonant tunneling via Anderson impurities in superlattice; S. J. Xu, S.-J. Xiong, J. Liu and H. Z. Zheng; Europhysics Letters, Vol.74, 875-881(2006).

5. Tunneling magnetoresistance in devices based on epitaxial NiMnSb with uniaxial anisotropy; J. Liu, E. Girgis, P. Bach, C. Rüster, C. Gould, G. Schmidt, and L. W. Molenkamp; Journal of Applied Physics, Vol.99, 036110 (2006). 

4. Interplay of Rashba, Zeeman and Landau splitting in a magnetic two-dimensional electron gas; Y.S. Gui, C.R. Becker, J. Liu, V. Daumer, V. Hock, H. Buhmann, and L.W. Molenkamp; Europhysics Letters, Vol.65, 393-399(2004). 

3. Antiferromagnetic temperature and effective spin in n-type Hg1-xMnxTe; Y.S. Gui, J. Liu, K. Ortner, V. Daumer, C.R. Becker, H. Buhmann and L.W. Molenkamp; Applied Physics Letters, Vol.79, No.9, 1321-1323 (2001). 

2. Microfabrication of nanoscale cluster chains on a patterned Si surface; Jian Liu, John C Barnard, Katrin Seeger and Richard E Palmer; Applied Physics Letters, Vol.73, No.14, 2030-2032 (1998). 

1. Sequential resonant tunnelling through Landau levels in GaAs/AlAs superlattices; Jian Liu, Erich Gornik, Shijie Xu and Houzhi Zheng; Semiconductor Science and Technology, Vol.12, No.11, 1422-1424 (1997).