生成式人工智能已引爆新一轮智能革命的发展浪潮，计算规模呈爆炸式增长，掀起了一轮高算力竞赛浪潮，面对数据洪流，现有的冯·诺伊曼计算构架数据搬运慢、搬运能耗大等问题成为了算力提升的关键瓶颈。传统微电子产业面临着非常严峻的挑战和诸多不可逾越的壁垒，一些更为根本的影响计算能效的局限已经愈发显著，成为了阻碍高性能计算进一步发展的关键因素，这使得突破冯·诺伊曼架构，探索新的逻辑器件和计算范式、突破算力瓶颈成为重大科学问题。存算一体技术彻底消除了“存-算”之间的鸿沟，具有高能效比、快速矩阵运算等特点，是实现人工智能算力提升、克服“存储墙”和“功耗墙”难题的重要新型架构。

       本课题组针对“存储墙”和“功耗墙”难题，致力于开发新一代超高能效超低功耗的二维多铁材料存算一体芯片，在国际上率先开展了二维多铁材料基础理论和工程应用研究，在二维多铁材料磁电耦合机制、磁电互控技术等方面开展研究10余年，突破了二维多铁鉴定“难”、本征磁电耦合“难”、磁电互控“难”等关键科学难题。

主要研究方向如下：

1. 二维多铁材料磁电耦合机制研究

    70余载以来，磁电耦合始终是多铁研究领域的关键科学问题，然而，时至今日，静态磁电耦合仍是一个未决之难题，而且仅在极少数三维材料中发现了反铁磁与铁电共存，但是在二维极限下实现铁磁与铁电共存仍然是一个巨大的挑战，磁电耦合机制也依然是一个核心科学难题。

2. 二维多铁材料晶圆级生长制备研究

     当前，我们面临的另一个关键问题在于，如何可靠地大规模合成晶圆级高质量、高居里温度的二维多铁材料，包括二维铁磁和铁电材料。一旦这一难题被攻克，实现晶圆级芯片制造，有望实现新一代超高能效超低功耗的存算一体计算芯片，从根本上同时突破存储墙和功耗墙，有望打破“卡脖子”困境，重构国际算力格局。