（通讯员 许云丽/许青）近日，学院湖北省弱磁探测技术研究中心计算物理团队青年教师胡功伟博士学术论文

“A Switchable High-Sensitivity Strain Sensor Based on Piezotronic Resonant Tunneling Tunctions。（基于压电电子学共振隧道结的可切换灵敏度的应变传感器）”被中国科技期刊卓越行动计划“领军类”期刊《纳米研究（英文版）》（Nano Research）（校内分级国内T级期刊）接收并在线发表，胡功伟博士为该论文的第一作者和通讯作者。

   在改善共振隧道二极管（Resonant Tunneling Diode，RTD）灵敏度的研究中，学者们做了许多努力，例如改变材料晶向、温度、应力方向或优化衬底等，虽取得了一定进展，但目前报道的Gauge Factor（GF）值仍普遍低于10 GPa-1，难以满足高灵敏传感应用的需求。

   面对这一问题，胡功伟博士课题组与西北工业大学黄佛保副教授课题组合作，联合提出了一种利用压电效应实现RTD超高GF（~390 GPa-1）的新策略。研究结果表明，通过调控RTD中的共振与非共振态，可在仅0.2 V的偏置电压范围内实现极高的GF开关比（~160），实现可切换高/低灵敏状态的应力传感器。结合相干/顺序隧穿理论和耗尽近似物理模型，研究还揭示了压电极化对共振隧穿输运的两个关键影响因素：一是极化场调控量子阱能级以触发共振隧穿，二是界面极化电荷改善势垒结构的不对称性以提升共振隧穿注入效率。此外，应变也可以触发负微分电阻特性，提升峰/谷电流比值，并降低共振偏置电压，这些性能可通过调节偏置电压、温度和器件结构进行优化。

   胡功伟博士的这项研究深入揭示了压电电子学与共振隧穿两种物理效应之间的耦合机理，为RTD在高灵敏度与多功能传感器领域的应用提供了新的思路，其研究成果同时获得Nano Research期刊微信公众号的推送（见链接：https://mp.weixin.qq.com/s/lEz-Jlt62GTrAVLiAGJkNA）。

   据悉，《纳米研究（英文版）》于2008年创刊，由清华大学和中国化学会联合主办，主要发表纳米研究领域世界一流原创科研论文和综述论文，最新影响因子9.5，在四个学科分类中处于Q1区。期刊入选中国科技期刊卓越行动计划“领军类”期刊，先后荣获“中国出版政府奖期刊奖”、“中国百强科技期刊”、“中国最具影响力学术期刊奖”等奖项，该刊已成为全球纳米领域具有重要影响力学术的期刊之一。

   （论文链接：10.1007/s12274-024-6932-7）

第一作者简介：胡功伟博士于2023年7月入职三峡大学理学院，加入三峡大学湖北省弱磁探测技术研究中心计算物理团队，先后主持获批了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、宜昌市自然科学研究项目和三峡大学科研启动基金，其课题组的研究方向为压电/挠曲电传感器件物理理论与实验的研究，针对压电（ZnO和GaN）与非压电半导体（中心对称材料Si与SrTiO3）开展极化电荷调控电子输运、能带跃迁、量子隧穿、自旋和能带拓扑方面的工作。截止到目前，以第一作者/通讯作者等在ACS Nano、Nano Energy、Small、Nano Research、Advanced Optical Materials、Physical Review Applied等国际期刊发表学术论文30余篇。