许宁生指出，当今世界综合国力的竞争，越发集中体现在创新能力的较量。
但在寡层极限下，低温下的晶格堆叠结构还存在着争议。据悉，该研究工作的合作团队还包括香港大学教授姚望、卡耐基梅隆大学教授肖笛、华盛顿大学教授曹霆、美国橡树岭国家实验室研究员Michael McGuire，以及复旦大学物理学系教授刘韡韬、陈张海、高春雷等。
过去这个问题就像是灯光照不到的地方，一片黑暗无从下手。光学二次谐波过程对体系的对称性高度敏感，光学二次谐波的探测方法从体系的对称性入手，能够灵敏地探测体系的反铁磁性。然而就是这样的一种‘暗状态，现在能通过二次谐波的方式变‘亮。吴施伟和许晓栋为文章的通讯作者，复旦大学物理学系博士研究生孙泽元和易扬帆为共同第一作者。对称破缺也就是破坏对称性，例如人的左右手原本是镜面对称的，如果一只手指受伤，那么镜面对称就破缺了。
而这种由磁结构产生的非互易二次谐波和前者有本质区别，从原理上就十分新颖。吴施伟介绍，体材三碘化铬在高温下属于单斜（monoclinic）晶系，在低温下发生结构相变而变为菱形（rhombohedral）晶系，两者的差别在于范德瓦尔斯作用（一种原子或分子之间的相互作用力，相比于化学键的相互作用，范德瓦尔斯相互作用弱得多）的层间平移。同时研究中还发现了可层数调控的晶体管逻辑特性，并提供光切换逻辑功能的选项。
单晶体管逻辑结构示意图一个人干两人活，提供光控开关切换选项我们这项研究工作的核心内容是利用原子晶体硫化钼做出了新结构晶体管。让一个人干两个人的活，所有事项在一个办公室里处理完成，这样是不是大大提升了效率，节省了成本？这种思路放在集成电路中也是一样的。对存算一体、原位存储，周鹏打了个比方，原先我们计算和存储数据需要两个房间跑，而现在所有数据的计算和存储都在同一个房间解决。当然反过来也是可以的。
5月27日正值复旦大学114周年校庆日，相关成果以《小尺寸晶体管架构在可光控逻辑和原位存储器中的应用》（Small footprint transistor architecture for photo-switching logic and in-situ memory）为题在线发表于《自然•纳米技术》（Nature Nanotechnology）。相比需要通过两个独立晶体管才能实现逻辑功能的传统体材料体系，该研究工作在逻辑门水平上缩小了50%的面积，有效降低了成本。
目前，集成电路已越来越紧密地和现代社会的生产生活联系在一起，然而随着晶体管物理尺寸的不断微缩，短沟道效应等负面效应使得漏电流不可避免，功耗大、集成度提高困难、不确定性增加，限制了集成电路的发展。冯诺依曼架构的限制就主要体现在计算速度、存储速度和传输速度的不相匹配。复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室是研究工作的唯一单位。在冯诺依曼架构下，计算和存储是相互分离的。
到那时，人们使用的手机、电脑等设备可能将更轻便、待机时间更长。复旦大学微电子学院博士生刘春森及指导教师周鹏教授为共同第一作者，复旦大学微电子学院教授张卫和周鹏为通讯作者。为走出窠臼，在着手该项研究的过程中，从材料本质优势出发设计新器件成为了团队的重要出发点。在此基础上，团队发明了单晶体管逻辑结构的新原理。
房间内分层工作，第一层负责计算，第二层负责存储，两个表层在垂直空间上形成堆叠。最终，正是超薄、表面无悬挂键等硫化钼特性的充分发挥，帮助其另辟蹊径地实现了集成电路逻辑结构上的革新，开拓了二维材料集成电路应用的新世界。
随着技术的发展，数据的计算速度越来越快，与此同时存储速度和传输速度却未能得到同步提升。研究工作得到国家自然科学基金委优秀青年项目和集成电路3-5纳米节点器件基础问题研究应急管理项目资助。
单晶体管逻辑结构如果得以继续推进、应用于规模化生产，将推动集成电路往更轻、更快、更小、功耗更低的方向发展，促进集成电路产业的发展。在这一架构中，只需要一个房间就可实现计算和存储的功能。存算一体、原位存储的物理架构突破了冯诺依曼架构的限制。原先需要两个独立的晶体管才能实现逻辑功能，现在只需要一个晶体管，相当于一个人干两个人的活，这是研究工作的变革性之一。研究证明，该逻辑结构对原子晶体材料具有通用性，不仅适用于研究中已经验证的硫化钼，其它具有原子晶体属性的材料均可利用此架构实现可调控的逻辑功能。充分利用新材料特性，独辟蹊径继续延展摩尔定律使用钢铁制造轮船、使用硅晶体制造芯片，人类在漫长历史中使用材料的本征属性来改造自然界
最终，正是超薄、表面无悬挂键等硫化钼特性的充分发挥，帮助其另辟蹊径地实现了集成电路逻辑结构上的革新，开拓了二维材料集成电路应用的新世界。我们假设，房间A已经打包了100份数据，却只有几十份数据能被即时传输出去。
到那时，人们使用的手机、电脑等设备可能将更轻便、待机时间更长。房间内分层工作，第一层负责计算，第二层负责存储，两个表层在垂直空间上形成堆叠。
周鹏十分看好这一研究成果的发展前景，他表示，团队未来将探讨如何进一步突破冯诺依曼架构的限制。据介绍，研究团队采用与硅工艺兼容的双栅作为逻辑输入端，通过对创新引入的双导电通道加以独立控制，在单晶体管上实现了逻辑运算的与和或。
但周鹏发现，迄今的原子晶体电子器件研究工作仍然是用新材料模仿旧架构，无法真正发挥其优异的物理本质特性。当然反过来也是可以的。在冯诺依曼架构下，计算和存储是相互分离的。为走出窠臼，在着手该项研究的过程中，从材料本质优势出发设计新器件成为了团队的重要出发点。
同时研究中还发现了可层数调控的晶体管逻辑特性，并提供光切换逻辑功能的选项。计算层的沟道电流可以影响到存储层，从而摆脱传输环节，实现原位存储。
在这一架构中，只需要一个房间就可实现计算和存储的功能。研究工作得到国家自然科学基金委优秀青年项目和集成电路3-5纳米节点器件基础问题研究应急管理项目资助。
周鹏打比方：就像两张纸摞在一起，它们在空间上是堆叠着的，数据的计算和存储只是在原地被相对抬高了一些而已。周鹏解释，简单来说，可光控逻辑相当于我们给逻辑做了一个光控开关，比如说有光照射时可能是‘或逻辑，那么我们撤掉光线的话它就会切换成‘与逻辑。
就好比我们现在有两个房间，房间A专门用来计算数据，房间B用来存储数据,数据在经过计算之后要通过电子借由导线从房间A传输到房间B，这条导线就相当于连接两个房间的走廊。目前，集成电路已越来越紧密地和现代社会的生产生活联系在一起，然而随着晶体管物理尺寸的不断微缩，短沟道效应等负面效应使得漏电流不可避免，功耗大、集成度提高困难、不确定性增加，限制了集成电路的发展。复旦大学微电子学院教授周鹏这样说道。单晶体管逻辑结构示意图一个人干两人活，提供光控开关切换选项我们这项研究工作的核心内容是利用原子晶体硫化钼做出了新结构晶体管。
据周鹏介绍，团队对该工作的研究兴趣源自于目前国家发展对集成电路的重大需求，以及学界业界对延展摩尔定律（英特尔联合创始人戈登•摩尔曾提出集成电路上可容纳的元器件的数量每隔 18 至 24 个月就会增加一倍，性能也将提升一倍）、降低集成电路成本的尝试。单晶体管逻辑结构如果得以继续推进、应用于规模化生产，将推动集成电路往更轻、更快、更小、功耗更低的方向发展，促进集成电路产业的发展。
房间合二为一，存算一体突破现有架构限制新的逻辑架构可以通过器件级存算一体路径破解数据传输阻塞瓶颈问题，突破了现有逻辑系统中冯诺依曼架构的限制。复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室是研究工作的唯一单位。
相比需要通过两个独立晶体管才能实现逻辑功能的传统体材料体系，该研究工作在逻辑门水平上缩小了50%的面积，有效降低了成本。对存算一体、原位存储，周鹏打了个比方，原先我们计算和存储数据需要两个房间跑，而现在所有数据的计算和存储都在同一个房间解决。
