《異質外延磁結構的製備與物理特性研究》是依託復旦大學，由金曉峰擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：異質外延磁結構的製備與物理特性研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：金曉峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用超高真空條件下的分子束外延、雷射分子束外延、電漿輔助外延在人工修飾的半導體和金屬單晶襯底上製備多種異質外延磁結構；利用原位的自旋極化掃描隧道顯微鏡、光電子能譜、磁圓二色譜、表面磁光克爾譜以及非原位的電子輸運測量等多種手段，對它們的原子結構、電子態、磁學性質和輸運性質等物理特性進行表征。研究量子尺寸效應、界面效應、自旋-軌道耦合和鐵電-鐵磁耦合等相互作用對異質外延磁結構的磁有序及其相變、磁各向異性和自旋相關輸運的影響，試圖獲得有潛在套用價值的新型磁性功能材料，促進正在興起的自旋電子學發展。
結題摘要
本研究項目中， 我們主要研究了量子尺寸效應、界面效應、自旋-軌道耦合和鐵電-鐵磁耦合等相互作用對異質外延磁結構的磁有序及其相變、磁各向異性和自旋相關輸運的影響。經過四年的項目實施，我們共發表研究論文40篇， 其中 Phys. Rev. Lett.3篇、Phys. Rev. B 14篇、Appl. Phys. Lett. 6篇,並獲得國家發明專利授權3項。在國際重要學術會議做邀請報告29次，並組織國際學術會議2次。培養學生20名， 其中博士11名， 碩士9名。 本項目取得的科學研究成果主要有：（1）發現了鐵磁薄膜材料中反常霍爾效應對的正確標度關係，實驗上區分了反常霍爾效應的本徵和非本徵貢獻， 為理論上理解反常霍爾效應的物理機制提供了堅實的實驗基礎。（2）研究了鉍薄膜中的半金屬-半導體轉變，通過分離出電導的表面和體貢獻，證明了即使有金屬性的表面態存在，在鉍薄膜的體內仍然存在半導體相，為長久以來的爭論給出了確定的回答。 (3)首次發現了Fe單晶超薄膜中量子阱效應引起的磁各向異性振盪，並解釋了為什麼這個量子振盪的結果以前從來沒有被發現過，同時利用角分辨光電子能譜測量觀測到Fe中的量子阱態。 (4)研究了超薄膜中界面效應對於磁各向異性和相變的影響，通過調控界面原子成分以及改變薄膜厚度的辦法，定量研究了磁性超薄膜中的界面磁各向異性。（5）原子水平上研究了單原子自組織生長和超薄膜生長機制，發現了亞單層鐵薄膜在Ru(0001)表面上由於邊界能和彈性能相互競爭導致的條紋結構，並研究了長程相互作用下的單原子自組織生長行為等。通過本項目的實施，完成了研究計畫，達到了原定研究目標。
