1.锂/钠离子电池薄膜制备和表界面表征

       锂/钠离子导体薄膜作为高性能储能与存储器件中的核心功能材料，广泛应用于固态电池和固态离子存储器件（如全固态薄膜电池、阻变存储器、离子晶体管等）。该类材料不仅要求具备优异的离子导电性、化学稳定性和界面兼容性，还需满足微纳尺度器件对薄膜结构、厚度和功能的高度精确控制。因此，围绕薄膜导体的制备工艺、界面行为及其动态调控机制，开展系统深入研究，是推动新一代高安全、低能耗器件发展的关键。

       本课题组聚焦于锂/钠离子导体薄膜的多样化制备与储能/存储界面机制研究，采用溅射、电子书蒸发、原子层沉积等多种方法，构建致密、均匀、厚度与成分可调的离子导体薄膜，适用于多种器件结构和复杂异质集成系统。应用领域不仅面向高能量密度固态电池的开发，也积极拓展到低功耗、高集成度的固态离子器件领域，如基于离子迁移行为的可编程存储器、忆阻器与人工突触器件等。 课题组的突出优势在于构建了多套原位/准原位多尺度表征体系，结合原位扫描探针显微镜、电化学原位可见光谱与拉曼光谱、电化学石英晶体微天平等先进手段，实现对器件工作过程中关键界面反应、离子迁移路径、电荷重分布及结构演化的动态追踪与机制解析。这一系列研究揭示了导体薄膜内部与界面处复杂物理化学过程的本质，推动材料设计、界面调控与器件性能协同优化。

2.电化学突触晶体管

       电化学突触晶体管是一种基于电化学掺杂和脱掺杂过程的新型人工突触器件，能够模拟生物突触的信号传输和处理功能。电化学突触晶体管因其轻薄、柔性和生物相容性，在健康监测、运动分析和柔性机器人等领域展现出巨大潜力；通过模拟生物突触的可塑性，能够实现高效的神经形态计算。研究团队发展了基于新型器件（忆阻器、突触晶体管等）的类脑计算研究，涵盖了器件制备、微型阵列工艺集成、器件物理和人工神经网络硬件模拟算法等。

3.磁（自旋）电子学与物性调控

       二维范德华（vdW）磁体作为新兴的低维磁性材料，因其独特的层间弱相互作用、高可调控性及在自旋电子学中的潜在应用，成为凝聚态物理和材料科学的研究热点。我们聚焦于二维范德华磁体的可控生长、物性探索及其多物理场调控机制，旨在为下一代低功耗磁电子器件提供材料基础与理论支撑。近年来，二维磁性材料（如CrI₃、Fe₃GaTe₂等）的发现突破了传统磁性材料维度的限制，为探索低维量子磁性、拓扑自旋序及强关联效应提供了全新平台。其中，非共线自旋序（如斯格明子、螺旋磁序等）因其独特的拓扑保护性和动力学特性，在自旋电子学、量子信息等领域展现出巨大潜力。

4.电化学第一性原理计算

       电化学第一性原理计算是基于量子力学原理，结合密度泛函理论（DFT）和分子动力学模拟，从原子和电子层面研究电化学体系的微观机制与材料性质的前沿交叉学科。传统电化学研究依赖实验手段，存在成本高、周期长、微观机制难以直接观测等局限。而第一性原理计算通过量子力学建模，可模拟材料在原子尺度下的动态行为（如电子转移、表面吸附、离子迁移等），无需实验参数即可预测材料性能，成为解析电化学微观机理的关键工具。