BGF2025 | 石墨烯与类脑智能分论坛：共探创新路径，引领智能变革

为期3天的北京石墨烯论坛2025（BGF2025）近期圆满闭幕。论坛吸引了来自国内外高校、科研机构、企业等相关单位的千余位代表以及全国多地的政府领导、产业界人士共同参与。

作为BGF的重要组成部分，石墨烯与类脑智能分论坛聚焦前沿交叉领域，深入探讨石墨烯材料赋能类脑智能器件的创新路径，旨在拓展以石墨烯为代表的低维材料在类脑智能国家战略方向的新应用，同时加速融合产业先进技术，推动类脑智能器件这一新方向的成熟与发展。现将嘉宾报告的核心内容摘录如下，以飨读者。

段纯刚
题目：铁性与智能——从石墨烯说开去

报告阐述了铁性智能材料的研究进展，指出铁谷材料与石墨烯研究密切相关，打通了固体物理与粒子物理的领域界限。这类材料在多场感知方面具有独特优势，是构建类脑智能器件、实现智能时代科技引领的重要载体。

杨睿
题目：面向超越摩尔应用的原子级纳米机电谐振器

报告对二维纳米机电系统的原理和应用做了全面的介绍，并进一步介绍了利用其进行低功耗传感和信息处理的研究成果，包括多物理耦合建模、加工制备、谐振测量等。并进一步开发了基于纳机电谐振器的新型存储和计算器件，其在高能效传感、信息处理、存储和计算等方面具有非常好的潜力。

王琛团队
题目：原子级薄和原子级宽的横向异质结构精确构筑与光电调制

报告介绍了原子级薄与原子级宽横向异质结构的精确构筑与光电调制研究。针对现有异质结构方案受晶格失配限制的问题，提出了通过调制同质结构构建横向超晶格的新策略。该策略为发展高性能光学器件和光子学应用提供了全新的解决方案，并指出了克服晶格失配、实现高质量横向超失配异质结这一值得探索的关键方向。

梁世军
题目：智能二维半导体

报告介绍了智能二维半导体的概念与研究进展。针对传统半导体依赖掺杂与器件集成、难以满足智能时代高能效信息处理需求的瓶颈，提出了通过在材料层面进行调控，将感知、存储、计算等功能在单一器件中融合的新范式。这种智能二维半导体能显著提升信息处理能效，突破传统技术的发展限制，为后摩尔时代的高性能、低功耗信息处理提供了新的解决方案。

刘灿
题目：Two-Dimensional Material Fabrication for Next-Generation Chips

报告介绍了面向下一代芯片的二维材料制备研究。针对晶圆级高质量二维材料合成的关键挑战，团队在电子芯片方面通过界面工程实现了12英寸二维半导体晶圆的快速可控制备；在光电芯片领域利用界面耦合精确调控了多维功能结构；针对光子芯片开发了界面外延新方法，实现了层数与堆叠顺序可控的二维晶体合成。这些系统性的材料制备创新为二维材料从基础研究走向芯片应用提供了重要支撑。

刘驰
题目：面向智能应用的石墨烯热载流子晶体管

报告介绍了面向智能应用的石墨烯热载流子晶体管研究。针对传统晶体管的发展瓶颈，提出”粒子注入/激发”双模态调控新策略：通过粒子注入构建具有太赫兹工作潜力的肖特基发射晶体管；利用粒子激发实现超灵敏探测与类脑视觉应用；耦合两种机制创制出亚阈值摆幅达0.38mV/dec的热发射极晶体管，为后摩尔时代智能电子器件的发展提供了基于热载流子机制的新范式。

辛娜
题目：单层石墨烯莫尔超晶格中的电子铁电物态

报告介绍了在单层石墨烯/六方氮化硼莫尔超晶格中发现的电子铁电物态。研究通过引入非对称莫尔势场，在原本中心对称的石墨烯中诱导出源于电子-空穴偶极子的铁电极化，该现象在室温下稳定存在且不依赖于层间极化。这一莫尔铁电体系展现出多态非易失存储特性与突触行为模拟潜力，为开发新型电子器件提供了全新平台。

王晓蕾
题目：铁电异质结极化调控下的可编程光伏性能研究

报告介绍了铁电异质结极化调控下的可编程光伏性能研究。通过在Pt/CuInP2S6/石墨烯非对称异质结中揭示Cu+层间迁移与界面势垒协同调控光生载流子的新机制，实现了铁电极化对光伏电流的十倍增益及电流方向的可逆调控。这种可编程特性使器件能够执行边缘检测与模式分类等传感计算任务，为发展新一代视觉传感技术提供了新思路。

宋秀菊团队
题目：GrapheneChat：面向石墨烯研究的领域专用大语言模型

报告介绍了面向石墨烯研究领域的专用大语言模型GrapheneChat。该模型基于专业语料库，通过监督微调与直接偏好优化的两阶段训练策略，结合检索增强生成框架，显著提升了专业问答的准确性。在专用评测体系GrapheneBench中，其准确率达到91%。该研究为石墨烯领域的知识整合与科研创新提供了智能助手，也为开发其他垂直领域大模型提供了可推广的范式。

袁国文团队
题目：晶圆级超平整石墨烯和石墨烯范德华超晶格

报告介绍了一种实现晶圆级超平整石墨烯及石墨烯基范德华超晶格制备的平面转移新方法。该技术通过两步自旋辅助脱水与质子辅助处理，有效消除了转移缺陷并实现了界面清洁，能够精确控制层间扭转角。制备的单层、双层石墨烯及多种异质结在整片晶圆上展现出均匀的电学与光学特性，并观测到室温下的宏观尺度量子霍尔效应，为基于石墨烯的范德华超晶格在功能器件中的应用奠定了基础。

张亦舒
题目：基于单晶体管神经元的布尔逻辑计算

报告介绍了一种基于单晶体管神经元的布尔逻辑计算新范式。研究利用石墨烯的本征双极性与离子丝状动力学，在单一晶体管中实现了从线性可分到不可分的多种可重构布尔运算，成功突破了传统电路需要多个晶体管以及人工神经网络需要多层结构的限制，展现了类脑的高效信息处理能力，为构建可扩展、资源高效的神经形态计算系统提供了全新平台。

刘锴
题目：二维半导体的掺杂调控与高性能神经形态器件

报告介绍了二维半导体掺杂调控及其在神经形态器件中的应用研究。针对纳米电子器件面临的算力与功耗瓶颈，通过调控MoS₂、MoTe₂等二维材料的掺杂并构建新型同质/异质结构，开发了低复杂度、多功能且低能耗的神经形态器件，为突破物理极限、发展智能电子器件提供了新思路。

诸佳俊
题目：如何在Nature系列期刊发表高影响力论文

报告阐述了在Nature系列期刊发表高影响力论文的关键策略与核心要素。报告强调了从选题立意、数据呈现到论文撰写的全流程优化，包括如何提炼清晰的科学问题、构建强有力的论证逻辑、设计高质量的图表，以及有效回应审稿人意见等关键环节，为科研人员系统提升论文质量和影响力提供了实践指南。

孙林锋
题目：基于二维材料的物理储备池及其应用

报告介绍了基于二维材料忆阻器构建物理储备池计算系统及其应用研究。针对传统循环神经网络训练复杂、资源消耗大的问题，利用二维材料独特的层状超薄结构、可调电子/光电特性及良好柔性，开发了高性能物理储备池。该研究系统阐述了储备池计算机制，并展示了其在时序信息处理任务中的创新应用，为发展高效时序计算技术提供了新方案。

薛飞
题目：二维铁电极化调控与类脑器件构筑

报告介绍了二维铁电极化调控与类脑器件构筑的研究。针对冯·诺依曼架构在速度与能耗上的瓶颈，研究聚焦于二维铁电存储器件的独特优势——极限缩微、多功能传感、超快速度与稳定阻变特性，探索其在实现感存算一体类脑计算中的应用。该工作为构建低功耗、高性能的神经形态计算硬件提供了新的技术路径。

朱秋香
题目：铁电类脑智能器件

报告介绍了利用铁电极化的电场调控实现低功耗、非易失的模拟状态，并通过耦合光电/压电/热释电等多场效应拓展其仿生应用。具体展示了铁电鳍式二极管存算一体阵列、垂直隧穿晶体管存储器、存内差分器及感算一体类脑视觉系统等创新器件，彰显了铁电材料在实现高能效、多功能神经形态计算方面的独特优势。

向都
题目：应变二维晶体管及神经形态器件应用的研究

报告介绍了团队通过基于基底纳米图案化的”介电层应变工程”策略，显著增强了二维半导体的介电常数并抑制载流子-声子散射，大幅提升了晶体管室温迁移率。进一步利用光/电场调控应变界面处的电荷转移与存储，成功实现了神经突触可塑性模拟，构建了可用于高精度图像识别和全天运动目标探测的感存算一体化器件。

张志斌
题目：界面制造厚层单晶石墨烯

报告阐述了利用界面制造技术制备厚层单晶石墨烯的研究进展。通过建立界面单晶制造新范式，实现了单晶金属铜箔和十万层单晶石墨烯的可控制备。同时开发了石墨烯应用新场景，展示了双层石墨烯在超高效防腐等方面的优异性能。该研究为新一代集成电路、量子器件及光电集成技术的发展提供了核心材料基础与理论支撑。