材料學(xué)院宋成等受邀在《材料科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表電控磁效應(yīng)主題綜述論文
清華新聞網(wǎng)2月28日電 近日，清華材料學(xué)院副教授宋成等人受邀在材料領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊《材料科學(xué)進(jìn)展》（Progress in Materials Science）發(fā)表了題為《電控磁效應(yīng)的研究進(jìn)展：材料，機(jī)制，性能》（"Recent progress in voltage control of magnetism: Materials, mechanisms, and performance"）的綜述文章，結(jié)合所在研究小組近期的多項(xiàng)成果，對(duì)電學(xué)調(diào)控磁性領(lǐng)域的近期進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
圖為鐵磁/鐵電薄膜界面電子軌道開(kāi)關(guān)與物理性能的門(mén)電壓調(diào)控。
存儲(chǔ)器是現(xiàn)代集成電路中最基本、最重要的部件之一，其性能是評(píng)價(jià)微電子技術(shù)水平的重要指標(biāo)。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展和需求提升，基于材料磁學(xué)性能的存儲(chǔ)器（如硬盤(pán)和磁隨機(jī)存儲(chǔ)器）和基于電學(xué)性能的存儲(chǔ)器（如閃存、阻變存儲(chǔ)器和鐵電存儲(chǔ)器等）已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域與日常生活。然而，基于磁場(chǎng)的磁記錄擦寫(xiě)能耗仍然偏高，而基于自旋轉(zhuǎn)移力矩的新一代磁隨機(jī)存儲(chǔ)器（STT-MRAM），進(jìn)行磁信息寫(xiě)入的臨界自旋極化電流密度仍居高不下，與相應(yīng)半導(dǎo)體工藝水平的晶體管所能承受的最大電流密度仍存在一定的差距。因此，亟需發(fā)展能耗更低的信息存儲(chǔ)技術(shù)。
電控磁效應(yīng)是利用外界電場(chǎng)的作用來(lái)調(diào)控材料的磁學(xué)特性，進(jìn)而達(dá)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的目的。這個(gè)過(guò)程中，磁性的改變不需要外磁場(chǎng)，整個(gè)過(guò)程也沒(méi)有電流通過(guò)（門(mén)電極只是提供電場(chǎng)），可以很大程度上地降低能耗。因此，它的出現(xiàn)有望極大地推動(dòng)高速、高密度、低能耗和非易失性的存儲(chǔ)器的發(fā)展。
電控磁效應(yīng)自2000年發(fā)現(xiàn)以來(lái)，引起了材料、物理和微電子領(lǐng)域相關(guān)學(xué)者和存儲(chǔ)器工程師的廣泛關(guān)注，在基礎(chǔ)物理認(rèn)識(shí)、薄膜材料制備與低功耗磁存儲(chǔ)器件設(shè)計(jì)等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。其中，宋成等人所在的材料學(xué)院磁性薄膜與自旋器件研究小組自2012年以來(lái)取得了多項(xiàng)重要進(jìn)展：在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了電調(diào)控電子軌道效應(yīng)，揭示了基于軌道重構(gòu)的電控磁效應(yīng)的新機(jī)制，提出并實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)對(duì)反鐵磁金屬磁矩的調(diào)控等。
相關(guān)主題在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）、《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）和《自然·通訊》（Nature Communications）等期刊發(fā)表論文近30篇。系列成果產(chǎn)生了一定的國(guó)際影響力，先后受邀在磁學(xué)與磁性材料會(huì)議（MMM）、國(guó)際材聯(lián)-先進(jìn)材料會(huì)議（IUMRS）、材料科學(xué)與技術(shù)會(huì)議（MS&T）以及歐洲材料學(xué)會(huì)秋季年會(huì)（EMRS）等重要國(guó)際會(huì)議上做邀請(qǐng)報(bào)告。
本篇電控磁效應(yīng)為主題的綜述論文發(fā)表于《材料科學(xué)進(jìn)展》（87, 33-82, 2017），該期刊是國(guó)際材料科學(xué)研究領(lǐng)域的綜述性學(xué)術(shù)期刊，主要刊登在材料科學(xué)與工程某一研究領(lǐng)域最新研究進(jìn)展的權(quán)威性評(píng)述論文，每年出版6-8期，每期1-3篇文章（每一篇論文的印刷頁(yè)通常超過(guò)50頁(yè)），2016年影響因子為31.08。論文第一作者和通訊作者均為宋成，合作作者包括材料學(xué)院教授潘峰、材料學(xué)院2011級(jí)博士畢業(yè)生崔彬（現(xiàn)為德國(guó)洪堡博士后）、材料學(xué)院2013級(jí)博士生李凡和材料學(xué)院2014級(jí)碩士生周向俊。相關(guān)研究工作受?chē)?guó)家基金委和科技部項(xiàng)目支持。
論文鏈接：
http://dx.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.02.002
供稿：材料學(xué)院 編輯：田心
