低维磁性异质结复合材料的界面和电镜表征

低维磁性异质结复合材料因其界面处存在电荷、自旋、轨道和晶格等相互耦合作用而具有独特新颖的功能特性,被广泛应用于日常生活、民用工业和军事工业的各个领域。它新颖的综合物性与复合材料的微结构息息相关,这很大程度上取决于异质界面结构。因此,在纳米甚至原子尺度上深入探索低维异质结磁性复合材料的界面微观结构与宏观物性之间的构效关系,阐明低维异质结磁性复合材料的磁相互作用机制和磁性调控机理,能够为该类材料的设计开发、定向优化和实际应用提供实验和理论依据。本文简要介绍低维磁性异质结复合材料的制备、电镜表征及化学物理特性方面的研究进展,主要包括:铁磁/非磁性金属、非磁性金属/磁性氧化物、铁磁性/反铁磁性氧化物、铁磁性金属/碳材料、铁磁性氧化物/碳材料等。最后,对低维异质结磁性复合材料的未来发展趋势进行了展望,并在基础研究方面提出了一些建议。

基于超快自旋-电荷转换的太赫兹辐射源

太赫兹技术在成像、传感和安全等方面展现出了巨大的应用潜力和价值.传统的固态宽带太赫兹源主要依赖于非线性光学晶体和光电导天线,而下一代太赫兹技术的一个主要挑战是开发高效、超宽带和低成本的太赫兹源.最近几年,基于自旋电子学的金属磁性异质结太赫兹源获得了很大关注.本文首先将对该类太赫兹源涉及的物理机理进行讨论,主要包括超快退磁和自旋-电荷转换.然后对该类源的效率提升做了探讨,具体的优化方向体现在三个方面:薄膜材料选择(含生长过程控制)、薄膜厚度和薄膜结构设计.文章最后给出简单总结和该领域的展望.

新型磁电阻探索与多态数据存储应用

随着现代信息存储与通信技术的快速发展,人们希望新型的电子器件能兼具低功耗、非易失、高密度等优异性能,甚至能实现信息的存储、处理与通信三位一体的功能,因而对材料和器件的研究提出了巨大的挑战.为满足上述需求,我们课题组一方面在多种新材料和器件中探索新的磁电阻效应,深入理解自旋相关输运的物理机理,进而获得有效调控自旋相关输运的新途径;另一方面,基于多物理效应调控材料和器件的磁电阻,进而获得可用于多态信息存储的自旋电子学原型器件.在新型磁电阻探索方面,本文将介绍非晶浓磁半导体的负磁电阻、单晶CoZnO磁性半导体硬带跃迁区的正磁电阻、非磁肖特基异质结中的新型整流磁电阻以及非对称势垒磁性隧道结中的隧穿整流磁电阻.在多态数据存储方面,本文将介绍氧化物异质结中可用电磁场调控的4电阻态、磁性异质结中基于剩磁调控的10电阻态以及磁性单层膜中基于自旋轨道矩效应的10电阻态.