Design and Growth of Si-based Spintronic Materials
硅基自旋电子材料的设计与生长
基本信息
- 批准号:0725902
- 负责人:
- 金额:$ 30万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2007
- 资助国家:美国
- 起止时间:2007-08-01 至 2012-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The objective of this research is to design and grow new Si-based spintronic materials,namely Mn doped digital ferromagnetic and trilayer heterostructures, and Mn/Si superlattices. These materials are expected to exhibit high spin polarization, high Curie temperature, and large magnetoresistance. The approaches include first principles calculations to design optimum structural configurations and investigate effects of defects and imperfections; synthesis using hybrid magnetron sputtering/e-beam evaporation and molecular beam epitaxy techniques; and structural and magnetic characterizations.Intellectual Merits:This project has several intellectual merits: design and realization of a new class of Sibased spintronic materials; an in-depth understanding of the magnetic interactions and origins of ferromagnetism in the proposed material systems; prescriptions for tuning magnetic coupling between the transition metal atoms in Si-based quantum structures by co-doping holes; and calculations and measurements of magneto-transport properties in proposed heterostructures.Broader Impact:This project will have broad impacts on technological advancements, and on educationand training. The proposed materials provide a new paradigm for fabricating spintronic devices such as sensors, switches, memory and other integrated chips with superior performance than the current metal-based devices. Integration with the mature Si-technology, the backbone of high-tech industries, will greatly speed up the development and employment of such devices. The technological advancements will have profound social and economical impacts. Students will be exposed to extensive knowledge of electronic and magnetic properties of spintronic materials through combined theoretical and experimental efforts. The training will help to shape them into future academic and industrial leaders and sustain the U.S. leadership in spintronics.
本研究的目的是设计和生长新型硅基自旋电子材料,即锰掺杂数字铁磁和三层异质结构以及锰/硅超晶格。这些材料有望表现出高自旋极化、高居里温度和大磁阻。这些方法包括设计最佳结构配置并研究缺陷和缺陷影响的第一性原理计算;使用混合磁控溅射/电子束蒸发和分子束外延技术进行合成;智力优点:该项目具有多项智力优点:设计和实现新型硅基自旋电子材料;深入了解所提出的材料系统中的磁相互作用和铁磁性的起源;通过共掺杂空穴来调节硅基量子结构中过渡金属原子之间的磁耦合的处方;以及对所提出的异质结构中磁输运特性的计算和测量。更广泛的影响:该项目将对技术进步以及教育和培训产生广泛的影响。所提出的材料为制造自旋电子器件(例如传感器、开关、存储器和其他集成芯片)提供了一种新范例,其性能比当前的金属基器件更优越。与高科技产业支柱、成熟的硅技术的融合,将大大加快此类器件的开发和应用。技术进步将产生深远的社会和经济影响。通过理论和实验的结合,学生将接触到自旋电子材料的电子和磁特性的广泛知识。培训将有助于将他们塑造成未来的学术和工业领袖,并维持美国在自旋电子学领域的领导地位。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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