尚大山

简介


1、研究经历
2009年7月–至今,中国科学院物理研究所,副研究员,博士生导师· 
2012年7月–2014年2月,德国亚琛工业大学物理系(IA) 洪堡学者
2013年11月–2014年1月,英国剑桥大学材料科学与冶金系,洪堡欧洲访问学者
2011年5月–2012年4月,韩国首尔大学物理与天文系 博士后
2007年8月–2009年6月,中国科学院物理研究所,博士后
2004年/4月–2007年7月,中国科学院上海硅酸盐研究所,研究生/博士

主要研究方向


随着人类社会信息量的高速增长,计算机在运算速度提高的同时,对能源的消耗也在迅速增加。人脑是自然界中非常高效、节能的信息处理系统,一个成年人的大脑只有二十瓦左右的功率。这种能源消耗上的巨大差异,主要来自于计算机与人脑的构架及信息处理方式的不同。现有的计算机是通过冯·诺依曼构架方式进行信息存储与处理的,即信息存储与信息处理在物理上是分离的,在处理器和存储器之间需要进行大量的信息传递;而人脑则是由神经元网络所构成,信息通过改变神经元之间的连接强度(称为突触权重)来进行存储与处理,并且具有自学习功能,实现了存储与处理的一体化。因此,寻找符合神经形态计算特性的新材料和新器件成为科研界和工业界的一个重要目标。围绕这一目标,目前的研究方向主要有以下几个方面:
1. 新型高密度、低功耗、非易失性存储器件,包括阻变存储器、相变存储器、铁电存储器、磁电耦合存储器等
2. 类脑存储与计算信息功能器件(包括忆阻器、忆耦器、忆感器和忆容器)的材料、物理机制与应用
3. 面向人工智能、大数据应用的神经形态功能电子器件与神经网络计算

过去的主要工作及获得的成果


致力于电致阻变效应(后又被称为忆阻效应)及其在信息存储器件中的应用研究,是国内较早开展阻变效应的研究者之一,在阻变材料体系探索和性能优化、阻变物理机制研究、新型阻变存储器件开发等方面取得了创新性研究成果。近年来,开展了基于阻变效应和磁电耦合效应的神经形态信息存储与类脑计算技术研究。迄今为止,已在Adv. Mater., Adv. Func. Mater., Nat. Commun., Nanoscale, Phys. Rev. Applied, Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett. Phys. Chem. Chem. Phys., Nanotechnology等国际期刊发表SCI论文50余篇,他人引用800余次。
2008年美国材料研究会春季会议(MRS Spring Meeting)杰出会议论文奖(Outstanding Meeting Paper)
2016年美国第61届磁学磁性材料大会(MMM)最佳海报奖(Best Poster)
2017年美国功能材料国际会议(AFM)最佳海报奖(Best Poster)

代表性论文及专利


*Corresponding author
1) Mimic synaptic plasticity and neural network using memtranstors
    J. X. Shen, D. S. Shang,* Y. S. Chai, S. G. Wang, B. G. Shen, and Y. Sun
    Adv. Mater. 30, 1706717 (2018)
2) Room-temperature nonvolatile memory based on a single-phase multiferroic hexaferrite
    K. Zhai, D. S. Shang, Y. S. Chai, G. Li, J. W. Cai, B. G. Shen, and Y. Sun
    Adv. Func. Mater. 1705771 (2018)
3) A synaptic transistor based on quasi-2D molybdenum oxide
    C. S. Yang, D. S. Shang,* N. Liu, G. Shi, X. Shen, R. C. Ru, Y. Q. Li, and Y. Sun
    Adv. Mater. 29, 1700906 (2017)
4) Giant magnetoelectric effects achieved by tuning spin cone symmetry in Y-type hexaferrites
    K. Zhai, Y. Wu, S. P. Shen, W. Tian, H. B. Cao, Y. S. Chai, B. C. Chakoumakos, D. S. Shang, L. Q. Yan, and Y. Sun
    Nat. Commun.
 8:51 (2017)
5)Electrochemical-reaction-induced synaptic plasticity in MoOx-based solid state electrochemical cells
    C. S. Yang, D. S. Shang,* Y. S. Chai, L. Q. Yan, B. G. Shen, and Y. Sun
    Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 4190 (2017) (back cover)
6) Nonvolatile Multi-level Memory and Boolean Logic Gates Based on a Single Ni/[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]0.7[PbTiO3]0.3/Ni Heterostructure
    J. X. Shen, D. S. Shang,* Y. S. Chai, Y. Wang, J. Z. Cong, S. P. Shen, L. Q. Yan, W. H. Wang, and Y. Sun
    Phys. Rev. Applied 6, 064028 (2016)
7) Nonvolatile transtance change random access memory based on magnetoelectric P(VDF-TrFE)/Metglas heterostructures
    P. P. Lu, D. S. Shang,* J. X. Shen, Y. S. Chai, C. S. Yang, K. Zhai, J. Z. Cong, S. P. Shen, and Y. Sun
    Appl. Phys. Lett. 109, 252902 (2016)
8) Moisture effects on the electrochemical reaction and resistance switching at Ag/molybdenum oxide interfaces
    C. S. Yang, D. S. Shang,* Y. S. Chai, L. Q. Yan, B. G. Shen, and Y. Sun
    Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 12466 (2016) (back cover)
9) Quantum electric-dipole liquid on a triangular lattice
    S. P. Shen, J. C. Wu, J. D. Song, X. F. Sun, Y. F. Yang, Y. S. Chai, D. S. Shang, S. G. Wang, J. F. Scott, and Y. Sun
    Nat. Commun. 7: 10569 (2016)

10) Memristive switching in Cu/Si/Pt cells and its improvement in vacuum environment
    D. S. Shang,* S. Lee, and Y. Sun
    Solid State Ionics 295, 1 (2016)
11) A multilevel nonvolatile magnetoelectric memory
    J. Shen, J. Cong, D. S. Shang, Y. Chai, S. Shen, K. Zhai, and Y. Sun
    Sci. Rep. 6, 34473 (2016)
12) Nonvolatile memory based on nonlinear magnetoelectric effects
    J. Shen, J. Cong, Y. Chai, D. S. Shang, S. Shen, K. Zhai, Y. Tian, and Y. Sun
    Phys. Rev. Appl. 6, 021001 (2016)

13) Realization of a flux-driven memtranstor at room temperature
    S. P. Shen, D. S. Shang,* Y. S. Chai, Y. Sun
    Chin. Phys. B 25, 027703 (2016)
14) Towards the Complete Relational Graph of Fundamental Circuit Elements
    D. S. Shang, Y. S. Chai, Z. X. Cao, J. Lu, and Y. Sun
    Chin. Phys. B 24, 068402 (2015)
15) Understanding the conductive channel evolution in Na:WO3-x-based planar devices
    D. S. Shang,* P. Li, T. Wang, E. Carria, J. Sun, B. Shen, T. Taubner, I. Valov, R. Waser, and M. Wuttig
    Nanoscale 7 6023 (2015)
16) Resistance switching in oxides with inhomogeneous conductivity
    D. S. Shang,* J. R. Sun, B. G. Shen, and M. Wuttig
    Chin. Phys. B 22, 067202 (2013) (Invited review)
17) Gradual electroforming and memristive switching in Pt/CuOx/Si/Pt systems
    L. L. Wei, D. S. Shang,* J. R. Sun, S. B. Lee, Z. G. Sun, and B. G. Shen
    Nanotechnology 24, 325202 (2013)
18) Local resistance switching at grain and grain boundary surfaces of polycrystalline tungsten oxide films,
    D. S. Shang,* L. Shi, J. R. Sun, and B. G. Shen,
    Nanotechnology 22, 254008 (2011).
19) Roles of silver oxide in the bipolar resistance switching devices with silver electrode,
    C. Y. Dong, D. S. Shang,* L. Shi, J. R. Sun, B. G. Shen, F. Zhu, R. W. Li, and W. Chen,
    Appl. Phys. Lett. 98, 072107 (2011).
20) Improvement of reproducible resistance switching in polycrystalline tungsten oxide films by in situ oxygen annealing,
    D. S. Shang,* L. Shi, J. R. Sun, B. G. Shen, F. Zhuge, R. W. Li, and Y. G. Zhao,
    Appl. Phys. Lett. 96, 072103 (2010).

目前的研究课题及展望


1. 忆阻器物理机制及其在非易性存储、逻辑运算、神经形态存储与类脑计算中的应用
2. 基于磁电耦合效应的新型神经形态信息存储与类脑计算器件

培养研究生情况


已协助培养博士研究生3名,硕士研究生2名。

其他联系方式


ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/D_S_Shang

电话:

010-82649088

Email

shangdashan@iphy.ac.cn