问题——后摩尔时代的信息器件需求如何由“算得更快”转向“用得更省、存得更密” 当前集成电路持续微缩面临功耗墙、互连延迟和漏电等瓶颈，传统以电荷为核心的信息处理模式能效和尺度上承压；学界与产业界普遍关注：能否利用电子自旋、拓扑态与二维材料等新自由度，实现低功耗、高密度、可扩展的信息存储与逻辑方案。此次论坛集中展示的多项成果，正对应“更低能耗的写入、更稳定的读取、更可控的量子态、更接近工艺落地”的共性目标。 原因——材料与界面工程、外场调控与微纳加工推动“可控性”成为突破口 与会学者普遍认为，凝聚态物理从发现新效应走向可用器件，关键在于三上：其一，高质量薄膜与异质结构制备能力提升，使自旋注入、磁性调控、拓扑输运等现象更稳定可复现；其二，门电压等电场手段提供了低能耗调控路径，有望替代部分磁场与大电流驱动；其三，微纳器件加工与表征手段进步，使纳米尺度的输运回线、相干时间、阵列读写等指标可量化、可比较。 围绕“自旋与电荷如何高效耦合”，孙继荣研究员介绍磁性二维电子气涉及的研究，通过原子级薄膜体系中构建自旋阀结构，并利用门电压调节载流子密度，实现室温条件下较高效率的自旋注入与操控。该方向的意义在于：若能在常温、低功耗条件下稳定完成自旋-电荷转换，将为自旋存储与自旋逻辑提供更接近工程应用的材料平台。 面向“半导体体系能否形成可兼容工艺的自旋器件方案”，赵建华研究员分享了在高质量半导体界面上构筑超薄铁磁层并实现自旋输运效应的进展，同时引入电场调控实现自旋极化的连续可调。其核心指向是把自旋功能引入主流半导体平台，探索与现有制造流程更顺畅的衔接路径，为更先进节点下的器件架构提供备选技术路线。 在“学科演进与信息载体更替”上，韩秀峰研究员梳理自旋电子学的关键效应谱系，强调当器件进入纳米乃至分子尺度，磁激发（如磁子）信息承载中的潜力上升，相关器件若能在写入能耗、速度与可靠性之间取得平衡，有望与现有磁存储技术形成互补甚至迭代关系。 围绕“拓扑材料的外场可控与可测量指标创新”，田明亮研究员介绍在原子级厚度样品中通过门电压实现反常霍尔响应的连续调控，并提出以更能反映器件响应特征的表征量来描述外场耦合效应。该类研究的价值在于：拓扑态往往对能带与费米能级位置高度敏感，电场调控若可形成稳定、可逆、可集成的调参方式，将推动拓扑输运从现象走向器件。 在“缺陷从噪声源转为资源”的方向上，刘雷研究员根据半导体点缺陷的可控量子态，通过光学与脉冲调控等手段提升单缺陷相干特性，并展示多比特阵列的探索。该研究回应了量子信息领域对可扩展、可寻址固态量子体系需求，也提示传统材料体系中的“非理想因素”在新范式下可能转化为关键功能单元。 面向“二维材料如何走出实验室”问题，于霆教授分享二维异质结构在新型存储器件中的样机进展，并提出与产业链共同推进流片与中试的计划。二维材料原子级厚度带来的尺寸优势与潜在的低漏电特性，被认为可能为三维交叉阵列存储等架构提供新的实现路径。论坛讨论指出，器件化之外，规模一致性、良率、可靠性与工艺兼容仍是迈向量产的核心关口，需要材料生长、加工、封装、测试与系统应用联动攻关。 影响——从基础研究到工程验证的“链条”正在拉直，交叉融合加速 综合来看，多项进展呈现两个趋势：一是从单点物理效应走向“可调、可测、可重复”的器件指标体系，研究范式更贴近工程语言；二是自旋、拓扑、缺陷量子态与二维材料在同一信息技术愿景下形成互补，推动凝聚态物理与微电子、量子信息、材料工程的交叉深化。若相关指标在室温稳定性、可集成性和一致性上持续提升，将对低功耗存储、片上互连与新型计算架构产生实质牵引。 对策——强化共性平台与协同攻关，推动“从论文到样机再到工艺”的闭环 与会观点显示，下一步需在三上发力：其一，建设高质量薄膜与二维材料制备、精密界面调控、先进表征等共性平台，提升结果可复现性与可比较性；其二，围绕门电压调控、自旋注入效率、相干时间、阵列读写等关键指标建立统一测试与评价方法，缩短实验室与工程之间的沟通成本；其三，推动高校院所与企业联合，在工艺兼容、可靠性评估、芯片级验证与应用场景定义上提前介入，实现迭代式验证。 前景——以“能效与可集成”为主线，新材料新效应或将重塑信息器件路径 展望未来，凝聚态物理的关键突破或将集中在三条主线：一是低能耗电场操控替代高能耗磁场与大电流驱动；二是面向先进工艺的材料与界面工程，实现更高一致性与可扩展性；三是从单器件走向阵列与系统验证，进入“应用牵引的基础研究”阶段。若能在常温稳定、规模制造与系统集成上取得连续进展，自旋器件、拓扑输运器件、缺陷量子器件及二维材料存储方案，有望在后摩尔时代形成多路径并进的技术格局。
本次论坛展示了我国在信息器件前沿领域的创新成果。随着量子技术与信息技术的深度融合，凝聚态物理研究正在向产业应用迈进。将科研优势转化为产业竞争力，需要科研人员持之以恒的探索，也需要建立更高效的成果转化机制，推动基础研究实现实际应用。