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   最新更新日期:2005-1-26

研究组

 

 

 

 

 

 

 

 

     

自旋电子学材料、物理及器件

       
 

人员组成

组长 韩秀峰 研究员、博导

xfhan@aphy.iphy.ac.cn

组员
蔡建旺

  研究员、博导

jwcai@aphy.iphy.ac.cn
王守国 副研究员 sgwang@aphy.iphy.ac.cn
王  磊 副研究员 lwang@aphy.iphy.ac.cn
魏红祥 助理研究员 hxwei@aphy.iphy.ac.cn
胡  强 高级实验师 qianghu@aphy.iphy.ac.cn
尹  林 高级实验师 yinl@aphy.iphy.ac.cn
研究生 王  琰 06级博士生 wyan@aphy.iphy.ac.cn
覃启航 06级博士生 qhqin@aphy.iphy.ac.cn
刘奕帆 06级博士生 yfliu@aphy.iphy.ac.cn
刘东屏 07级博士生 dqliu@aphy.iphy.ac.cn
温振超 07级博士生 zcwen@aphy.iphy.ac.cn
王文秀 08级博士生 wangwx@aphy.iphy.ac.cn
陈军养 08级博士生 jychen@aphy.iphy.ac.cn
马勤礼 08级博士生 qlma@aphy.iphy.ac.cn
吕琴丽 08级博士生 lvqinli@aphy.iphy.ac.cn
张  佳 07级硕士生 zhangjia@aphy.iphy.ac.cn
王云鹏 07级硕士生 yunpwang@aphy.iphy.ac.cn
刘  涛 07级硕士生 liu2002tao@126.com

 

课题组情况简介

(1) 研究工作基础:近三年来,  (1) 在磁性隧道结、反铁磁钉扎新材料、磁随机存储器(MRAM)的新结构、新驱动原理及演示器件研制等方面获授权专利1项、提交专利申请15;  (2) 在材料和物理研究方面发表SCI学术论文76(44篇论文为第一单位作者);  (3) 有国际会议邀请报告6人次、国内会议特邀报告15人次;  (4) 完成了集成电路控制和可编程集成电路控制的2´42´8 MRAM演示器件的制板和调试;  (5) 发明了一种基于垂直电流写入的磁随机存取存储器及其控制新方法, 已提交了国际专利申请;  (6) 与美国和香港两个公司建立了良好的横向合作关系。

(2) 科研目标:重点研究新型磁性隧道结(MTJ)、铁磁/半金属/半导体/超导体复合隧道结、磁性多层膜和巨磁电阻(GMR)相关的材料、纳米约束磁电阻材料、新型反铁磁钉扎材料及其相关的自旋极化电子输运性质和磁动力学问题; 研究这些材料在纳米尺度下与电子自旋属性相关的输运过程、自旋相关磁光效应、自旋霍尔效应和法拉第效应等; 利用磁力和原子力显微镜 (MFM/AFM)研究这些磁敏材料的静态和动态微磁畴结构以及在纳米尺度及低维状态下的奇异磁性质; 研究铁磁和反铁磁层界面的磁结构和交换相互作用机制; 为发展基于纳米磁性多层膜和磁性隧道结(MTJ)的新型磁敏传感器、自旋晶体管和磁随机存储器、高密度垂直磁记录介质材料等等, 研究和解决材料性能、结构设计和器件工作原理等重要基础物理问题。

(3) 队伍情况: 这个课题组由六位年富力强、研究经验丰富的高级研究人员和一位在站博士后、十六位博士硕士研究生组成, 具有很强的科研攻关能力。

(4) 设备情况:已建立了一个先进和配套的实验平台,包括一个80 m2超净实验室; 一台从日本真空引进的TMR R&D 超高真空、多功能磁控溅射仪和一台美国KJLC公司制造的化学反应磁性薄膜沉积系统,这两台大型设备可用于GMRTMRBMRCMR纳米磁性多层膜的研究工作; 一台美国 ADE 技术有限公司制造的Model 4 HFVSM振动样品磁强计, 可用于纳米磁性薄膜的M(T,H)曲线等磁性测量工作; 美国制造的一台D3000磁力/原子力显微镜可用于薄膜材料的微磁畴结构的观测和分析; 拥有国产光刻系统、离子束刻蚀系统、国产磁控溅射仪、室温磁电阻测试系统等配套设备; 具备了对磁敏感的自旋电子学材料进行薄膜制备、微加工和磁电性能检测的技术条件。

(5) 经费情况: 2004年课题组全优通过科技部973课题中期评估, 2005~2007年已获得经费资助540万元和150万元精密抛光机专项设备费资助,另外有正在执行的面上基金5(100万元)2004年开始执行的杰出青年基金1(100万元)

(6) 国际合作研究:过去三年中我们与日本东北大学宫崎照宣教授实验室、爱尔兰圣三一学院J.M.D. Coey教授实验室、美国犹他大学的施靖教授实验室和美国特拉华大学的肖强教授实验室及中国香港科技大学的王筱平教授课题组, 分别建立了科研合作关系并得到了国家科技部、国家基金委、中科院和香港基金会的资助,目前正在进行长期的合作项目研究。上述工作基础和技术条件,可保证我们今后三年对课题研究内容的如期开展和完成。

 

 

代表性论文和专利(2002-2007年)

 代表性论文或专利

[1]. Magnetic coupling and magnetoresistance in Fe/Si1-xAgx multilayers Appl. Phys. Lett. 80 (2002) 631.

H. Wang, Y. J. Tang, X. Li, X. Chen, Y. J. Wang, T. Zhu, H. W. Zhao, and W. S. Zhan

[2]. The effect of the interlayer on the exchange bias in FeMn/Cu/Co system J. Appl. Phys., 91(10), 72362002) J. Wang, W. N. Wang, X. Chen, H. W. Zhao, J. G. Zhao, and W. Sh. Zhan

[3]. Fractal study of magnetic domain patterns Phys. Rev. B 66 (2002) 14433. B. S. Han, D. Li, D. J. Zheng, and Y. Zhou

[4].Approach to optimize the pinning effect of a NiMn layer with reduced thickness under a much shortened annealing process B. Dai, J. W. Cai, W. Y. Lai, F. Shen, Z. Zhang, and G. H. Yu  Appl. Phys. Lett. 82 (2003)3722-3724

[5].  Micro-fabrication of magnetic tunnel junctions using Al as bottom conduction electrodes.  X. F. Han, F. F. Li, W. N. Wang, S. F. Zhao, Z. L. Peng, Y. D. Yao, W. S. Zhan, and B. S. Han IEEE Trans. Magn. 39 (2003) 2794.

[6]. Surface spin-glass and exchange bias in Fe3O4 nanoparticles compacted under high pressureH. Wang, T. Zhu*, K. Zhao, W. N. Wang, C. S. Wang, Y. J. Wang, and W. S. Zhan, Phys. Rev. B 70 (2004) 092409.

[7].Magnetic stripe domains in coupled magnetic sandwichesY. Z. Wu, C. Won, A. Scholl, A. Doran, H. W. Zhao, X. F. Jin, and Z. Q. Qiu Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 117205.

[8]. Improved pinning effect in PtMn/NiFe system by Cr addition into PtMn B. Dai, J. W. Cai, W. Y. Lai, X. Ge, and Z. Zhang Appl. Phys. Lett. -- (2004)---, at press.

[9]. 实用新型专利:具有叠层铁磁层的钉扎薄膜 设计人:代波、蔡建旺、赖武彦; 已授权专利号:ZL 02293463.4

[10]. 发明专利:种基于垂直电流写入的磁随机存取存储器的制造与控制方法,彭子龙,韩秀峰,赵素芬,王伟宁,詹文山; 中国发明专利申请号:200410030729.x

 

重要国际会议邀请报告

[1] Microfabrication, magnetoelectric properties and magnetotransport theory in magnetic tunnel

junctions, X. F. Han,

The 8th IUMRS International Conference on Electronic Materials, June 10-14, 2002, Xi’an.

[2] Influence of interfacial defects, antiferromagnetic grain size and field cooling process on the exchange

bias phenomenon, J. W. Cai,

The 8th IUMRS International Conference on Electronic Materials, June 10-14, 2002, Xi’an.

[3] Switching properties and dynamic domain structures in double barrier magnetic tunnel junctions

   X. F. Han,

International Symposium on Advanced Magnetic Technologies, Nov. 13 ~ 16, 2003, Taipei

[4] Study of micromagnetic structure of Nd-Fe-B casting strips by using magnetic force microscope

   B. S. Han,

International Symposium on Advanced Magnetic Technologies, Nov. 13 ~ 16, 2003, Taipei

[5] Spin-polarized current-induced domain structures and magnetization switching in double-barrier

magnetic tunnel junctions, X. F. Han, The first Asia Forum on Magnetics & The 28th Annual

Conference on Magnetics in Japan., September 21-24, 2004, Okinawa, Japan

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