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如何产生低能耗的自旋电子器件是近年来凝聚态研究的热点。自旋超流态对杂质散射不敏感,天然拥有低能耗的特性,因而具有巨大的潜在应用价值。一方面,在某些特定的磁性系统中,体系存在自旋为整数的玻色型准粒子。假如这类带有整数自旋的玻色子发生玻色-爱因斯坦凝聚,体系中将会出现自旋超流态。另一方面,石墨烯-超导耦合体系和拓扑半金属材料也为实现低能耗自旋电子器件提供可能。申请人基于在石墨烯、磁性材料等相关领域的理论研究积累,计划在以下四个方面深入研究体系的低能耗自旋电子特性:(1)石墨烯-超导耦合体系中的输运特征;2)非对称双层量子霍尔体系中的自旋超流;(3)拓扑半金属材料的输运特征;(4)石墨烯体系中的准束缚态。我们希望通过本项目的研究,能够深化对低能耗的自旋电子器件的理解,同时解释相关实验发现。 2100433B
如何产生低能耗的自旋电子器件是近年来凝聚态研究的热点。自旋超流态对杂质散射不敏感,天然拥有低能耗的特性,因而具有巨大的潜在应用价值。在某些特定的磁性系统中,体系存在自旋为整数的玻色型准粒子。假如这类带有整数自旋的玻色子发生玻色-爱因斯坦凝聚,体系中将会出现自旋超流态。申请人基于在石墨烯、磁性材料等相关领域的理论研究积累,计划在以下三个方面深入研究磁性系统中的自旋超流物性:(1)石墨烯系统中的自旋超流;(2)反铁磁绝缘体中的自旋超流;(3)非平衡态磁性系统中的自旋超流。我们希望给出这三类磁性系统中超流的存在条件,并进一步分析其流体动力学特征。我们希望通过本项目的研究,能够深化对磁性系统中超流的理解,同时解释相关实验发现。
实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同.根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可粗略地分为三类:顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质.根据分子电流假说,物质在磁场中应该表现...
中国移动集团下属的子单位,级别上相当于各省的分公司
超软土的工程性质分析
吹填淤泥质土和黏性土围海造陆过程中,水力分选、漂流导致出水口附近区域形成含水率高、塑性指数高、压缩性大和强度低的淤泥和流泥等超软土,真空预压加固后的强度难以达到理想的加固效果。为了能有效地对超软土进行加固,在较广泛收集我国沿海地区超软土加固前后物理力学指标的基础上,结合多项室内试验结果,对超软土的工程特性进行了较为系统的分析研究。此外,还分析了超软土的固化试验、真空联合电渗试验等结果。结果表明加固后的超软土地基承载力可以达到堆场使用要求。
双层锰氧化物NdSr_2Mn_2O_7的磁性和自旋玻璃行为
通过固相反应法制备了多晶样品NdSr2Mn2O7,利用XRD和SQUID研究了样品的结构和磁性.结果表明,该样品的单相性很好,单相结构为Sr3Ti2O7四角型结构(14/mmm).磁性测量表明,温度高于居里温度(TC=275K)时,样品呈现顺磁性,随着温度的降低,发生顺磁-铁磁的转变.当温度降到150K时,零场冷却出现了一个峰值,表明样品具有自旋玻璃行为.自旋玻璃行为主要是团簇间的相互作用和自旋玻璃相共同作用的结果.
电子自旋的微波动力学研究,使自旋电子器件由静磁场调制翻转特性研究向微波调制下的高频特性研究发展,也由此产生了自旋转矩、自旋泵浦、自旋霍尔、逆自旋霍尔等一系列新的自旋效应。这些自旋效应的产生、控制、探测等均与磁矩的进动密不可分,因而如何调制磁性薄膜的进动模式、阻尼系数、铁磁共振频率以及其对现有自旋电子器件的影响、对新一代自旋电子器件的开发等成为了目前微波自旋动力学研究的关键。因此本项目将立足于此,建立铁磁/非磁性/铁磁多层膜体系磁矩进动模型,开展了磁矩间铁磁及反铁磁耦合对自旋泵浦频率影响研究;将超低气压制备手段引入其中,发现当薄膜沉积气压低于目前常规溅射气压一至两个数量级时,可实现磁性薄膜阻尼的有效调制,进一步实现对自旋泵浦效应的调控;最后,开展了NiFe(CoFe)/Cu(Ru/Ta)/ NiFe(CoFe)等多层膜制备及层间耦合效应影响研究,通过中间非磁性层厚度的改变,在NiFe/Ru/CoFe多层膜中实现了大于1000Oe的共振场调制。 2100433B
电子自旋的微波动力学研究,使自旋电子器件由静磁场调制翻转特性研究向微波调制下的高频特性研究发展,也由此产生了自旋转矩、自旋泵浦、自旋霍尔、逆自旋霍尔等一系列新的自旋效应。这些自旋效应的产生、控制、探测等均与磁矩的进动密不可分,因而如何调制磁性薄膜的进动模式、阻尼系数、铁磁共振频率以及其对现有自旋电子器件的影响、对新一代自旋电子器件的开发等成为了目前微波自旋动力学研究的关键。因此本项目将立足于此,首先开展铁磁/非磁性/铁磁薄膜、铁磁/非磁性/铁磁/反铁磁多层薄膜体系中磁矩进动、铁磁谐振及其调控机理研究;其次,在理论指导下,研究非磁性层掺杂、交换偏置场调制、磁性层性能调制、缓冲层调整、层间扩散等对多层膜体系中微波阻尼系数、磁矩进动模式的影响,探寻有效调控薄膜阻尼系数及铁磁共振的可行方法;最后,基于对磁性多层膜阻尼系数的调制,研究其对自旋泵浦效应的影响,掌握调控自旋极化流注入的有效途径。
对纳米尺度磁性器件中自旋极化电流直接调控磁矩的行为特性开展系统深入研究,将极大推进自旋转矩型磁性随机存储器和微波振荡器等新型自旋电子器件的开发。本项目针对自旋阀和磁性隧道结中自旋转矩效应的机理和其它一些关键科学技术问题开展了系列研究。在该项目资助下,共发表了24篇SCI论文(含APL 10篇)。项目执行期间主要取得以下结果:1)开发了包含自旋转移矩垂直项的微磁模拟程序,研究了磁性隧道结器件中面内和垂直项共存时电流驱动的磁动力学特性,揭示了垂直转矩项对磁化翻转的加速作用依赖于电流方向;2)设计了一种翻转速度能够提高近10倍的“垂直-面内”双自旋极化型先进自旋阀结构,并发现其自旋转矩强度表现为“不翻转、翻转、和周期振荡”三种不同的动力学行为参数空间;3)建立了经过多次散射后自旋转矩STT效率因子的解析模型。发现多次反射效应的引入不仅使STT临界翻转电流密度降低,而且会改变自由层的进动频率随电流变化的对称性,表现为负电流时频率变化迅速的特点;4)在保持强垂直各向异性的前提下,获得了一种可有效提高Co/Ni多层膜垂直矫顽力的的在位热处理方法;5)此外,在反铁磁垂直交换耦合强度的温度依赖性、磁阻尼系数的界面影响、纳米线中磁畴壁的退钉扎行为和飞秒激光调控的超快退磁过程等方面也得到不少有意义成果。