《鐵磁半導體氧化物異質結薄膜的界面調控和性能表征》是依託北京大學，由雲宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鐵磁半導體氧化物異質結薄膜的界面調控和性能表征
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：雲宇
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著科技的迅速發展和人類需求的不斷提高，電子器件的小型化、高集成度是電子器件發展的一個必然趨勢。當電子器件小到原子尺度時，因達到物理極限而導致許多巨觀物理性質喪失。利用電子自旋來代替電荷完成信息的傳輸和運算，是新一代電子器件的發展趨勢，其中鐵磁半導體是近年來最受人們關注的熱點之一。申請人在前期實驗的基礎上，本項目計畫以鐵磁半導體氧化物薄膜為核心，與傳統半導體氧化物相結合，系統研究異質結界面的電子自旋輸運等科學問題。本項目旨在揭示電子自旋與其他自由度的內在耦合機制，探索界面效應引起的新奇的物理效應，具有深刻而廣泛的學術意義和套用價值。
結題摘要
近些年來，隨著人們對於電子器件需求的不斷提升，氧化物半導體薄膜受到了人們廣泛的關注。本課題針對氧化鎘半導體薄膜和磁性絕緣體氧化銪薄膜及其界面和性能調控展開研究。首先，我們系統性地研究了鑭元素摻雜對於氧化鎘薄膜輸運性能的影響，我們發現在2K條件下，薄膜的相位相干長度最大可達3.7微米，並且研究了電子遷移率、相位相干長度、相位相干時間隨著溫度和鑭元素摻雜濃度的變化規律，區分了彈性散射和非彈性散射隨摻雜濃度的變化機制。其次，我們對鑭元素摻雜的氧化銪薄膜中的拓撲霍爾效應進行了研究，我們發現鑭元素摻雜濃度為10%時，斯格明子存在的溫度區間是最大的，並且我們研究了鑭元素摻雜濃度對於斯格明子的尺寸和密度的影響。最後，我們研究了磁性絕緣體氧化銪與KTaO3界面的二維電子氣，二維電子氣不但具有高的遷移率，最大為111.6 cm2/V·s，並且還有著明顯的自旋極化；溫度達到70 K時, 我們依然可以測量到反常霍爾效應。此外，我們還利用密度泛函理論驗證了我們的實驗結果。此研究為氧化物薄膜在自旋電子學器件方面的套用提供了理論依據，具有重要的意義。
