《自旋-軌道耦合驅動的自旋相關輸運和新穎磁現象》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：自旋-軌道耦合驅動的自旋相關輸運和新穎磁現象
- 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
正確理解並調控磁性材料和非磁性材料中的自旋-軌道耦合驅動的自旋相關輸運和新奇磁性，不但是一個具有挑戰性的重要物理問題，同時也具有廣闊的套用前景。在已經具備對自旋軌道耦合物理的良好研究基礎之上，我們在這裡將利用分子束外延技術製備高質量的非磁性和磁性薄膜和異質結構，利用微納加工手段製備微納電子器件，並用多種先進測量手段對如下幾個由自旋軌道耦合驅動的重要科學問題開展深入和系統的研究：（1）建立非磁金屬中自旋霍爾效應的普適標度關係。（2）探索Bi/Ni雙層膜中的奇異超導電性及其微觀機制；（3）研究單晶鐵磁金屬/非磁金屬異質結構中由於自旋-軌道耦合引起的新奇磁性和磁結構；（4）研究自旋-軌道力矩和自旋霍爾磁電阻效應並澄清其內在物理機制；（5）尋找具有更大自旋霍爾角的新材料，並探索增強自旋霍爾效應的方法和機制，推動有潛在套用價值的新型磁性功能器件和正在興起的自旋電子學的發展。
結題摘要
正確理解並調控磁性材料和非磁性材料中的自旋-軌道耦合驅動的自旋相關輸運和新奇磁性，不但是一個具有挑戰性的重要物理問題，同時也具有廣闊的套用前景。本項目主要利用分子束外延技術製備高質量的非磁性和磁性薄膜和異質結構,並利用微納加工手段製備微納電子器件，對由自旋軌道耦合驅動的重要科學問題開展深入和系統的研究。 經過5年的項目研究，在自旋-軌道耦合驅動的自旋相關輸運等研究方面取得一系列的研究成果，發現了一些新型的物理現象。主要研究結果包括：1、在高質量的單晶Fe（001）薄膜中確立了反常霍爾效應的普適標度關係；2、發展了利用納米尺度 H 型 Hall Bar 結構研究單一非磁金屬層中自旋霍爾效應的新方法，並發現利用摻雜的方法可以實現同時具有大自旋霍爾角和自旋擴散長度的自旋電子學材料。3、在外延生長的Bi/Ni雙層膜中，發現了奇異的超導電性，具有超導與鐵磁共存、奇異的厚度依賴關係、奇特的點接觸Andreev反射譜，並首次指出這一體系可能是一種p-wave配對的超導體，並發現其中存在自發時間反演對稱性破缺。4、在單晶CoFe薄膜中發現巨大的各向異性磁電阻的晶體各向異性，和自旋弛豫因子的各向異性。5、利用磁性多層膜的方法提高了磁性異質結中超快THz發射的效率達到常規非線性晶體的強度，並發展了利用光子晶體調控THz發射的方法。 6、發現了反鐵磁異質結中自旋交換耦合調控反鐵磁自旋取向的方法，同時發現了反鐵磁磁疇的光學探測新方法。 在本項目的資助下，發表學術論文58篇， 其中PRL 6篇， Nature子刊4篇， PRB/Applied 16篇，APL 5篇。 項目執行期間，共培養博士研究生16名，碩士研究生2名。 在國際重要學術會議上做邀請報告18人次。 同時，項目負責人金曉峰教授獲得2017年IEEE Magnetic Society的Distinguished Lecturer稱號，在國際學術機構做邀請報告40餘次。 項目參與人吳義政教授，於2107年獲得上海市“學術帶頭人” 稱號，2018年獲得上海市創新領軍人才稱號，以及2018年獲得科技部“中青年科技創新領軍人才”稱號。
