磁性金属纳米阵列超高密度大面积分立存储介质研究

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基本信息

  • 批准号：
    50931006
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    200.0万
  • 负责人：
    成昭华
  • 依托单位：
    中国科学院物理研究所
  • 学科分类：
    E0107.金属功能材料
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2013-12-31

项目摘要

本项目拟解决磁记录介质的应用要求高密度、高信噪比，高热稳定性和易写入，在微型化过程中面临三个相互制约的关键科学和技术难题，重点研究通过制备工工艺的改善获得尺寸和空间分布均匀，成分和结构有序可控，尤其是磁性金属纳米阵列超高密度大面积分立磁存储介质；通过衬底修饰，界面应力工程和成分调节磁各向异性，获得高单轴各向异性的磁性纳米阵列，减小超顺磁极限现象发生的临界尺寸，提高临界温度和热稳定性；通过控制磁存储基本单元之间和单元内软、硬磁的交换耦合，在提高信噪比的同时 ，降低矫顽力，同时实现高热稳定性和易写入特性；实现分立磁性金属纳米阵列分立存储介质的实时、直接观测分立单元的磁畴变化，尤其实在超快过程中的磁畴进动和翻转图像，为磁记录介质数据率的提高提供依据；阐明信息存取的速度极限等基础科学问题，通过实验结果优化材料性能，制备优良功能材料，为国家的信息产业等领域做出应有的贡献。

结项摘要

本项目拟解决磁记录介质的应用要求高密度、高信噪比，高热稳定性和易写入，在微型化过程中面临三个相互制约的关键科学和技术难题，重点研究通过制备工工艺的改善获得尺寸和空间分布均匀，成分和结构有序可控的分立磁存储介质；获得高单轴各向异性的磁性纳米阵列，减小超顺磁极限现象发生的临界尺寸，提高临界温度和热稳定性；通过控制磁存储基本单元之间和单元内软、硬磁的交换耦合，在提高信噪比的同时，降低矫顽力，同时实现高热稳定性和易写入特性；实现分立磁性金属纳米阵列分立存储介质在超快过程中的磁畴进动和翻转图像，为磁记录介质数据率的提高提供依据；为国家的信息产业等领域做出应有的贡献。取得的主要成果如下：.(1). 磁性金属纳米阵列超高密度磁存储分立介质的可控生长. 利用分子束外延，在Si(111衬底上成功获得尺寸均匀的磁性Fe, Co等磁性纳米金属点阵列，实现磁性金属纳米阵列超高密度磁存储分立介质的可控生长。.（2） 磁性金属纳米阵列的磁各向异性调控.通过衬底修饰调控磁各向异性，获得高单轴各向异性的磁性纳米阵列。通过斜入射手段，使单轴磁各向异性提高一个数量级，改善了其热稳定性，延缓超顺磁性发生。.通过改变加热电流的方向导致Si(111)衬底原子台阶宽度连续变化），进而成功实现对原子台阶上Fe外延超薄膜的磁各向异性进行连续调控。发现随着衬底处理电流与台阶夹角的增大，磁各向异性逐渐由六重对称转变为单轴各向异性。这一发现不但有助于加深对低维磁性纳米结构磁各向异性的理解，而且提供了一种调控磁各向异性的新途径。.（3）分立磁性存储单元间的交换耦合辅助介质的读写. 通过在FePt和Fe层间溅射Cr2O3及Cr2O3/Cu中间隔离层制备具有交换耦合的复合薄膜。发现有效临界相关长度与隔离层Cr2O3的厚度存在非线性的依赖关系，含有Cr2O3/Cu的PtFe/Fe复合薄膜比含有Cr2O3 的复合薄膜具有更高的内禀矫顽力。通过控制软、硬磁的交换弹性耦合，在提高信噪比的同时，降低矫顽力，同时实现高热稳定性和易写入特性。.（4）磁记录单元反磁化过程与超快动力学过程. 利用紫外光曝光（PL）等微加工技术在膜面内设计和加工，设计微结构，获得形状、尺寸和空间分布均匀、可控的Co/Ni垂直磁性各向异性的金属纳米阵列分立存储介质；通过时间分辩磁光Kerr显微镜对分立磁存储结构单元进行了超快动力学研究

项目成果

期刊论文数量（42）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（1）
Effects of oxygen vacancy on impurity distribution and exchange interaction in Co-doped TiO2
氧空位对钴掺杂TiO2杂质分布和交换相互作用的影响
  • DOI：
    10.7498/aps.61.027503
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Sun Yun-Bin;Zhang Xiang-Qun;Li Guo-Ke;Yang Hai-Tao;Cheng Zhao-Hua
  • 通讯作者：
    Cheng Zhao-Hua
Influence of antiferromagnetic interlayer on the exchange coupling of FM1/AFM/FM2 multilayers
反铁磁中间层对FM1/AFM/FM2多层膜交换耦合的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jmmm.2013.05.028
  • 发表时间：
    2013-10
  • 期刊：
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Guo, S.;Liu, W.;Liu, X. H.;Gong, W. J.;Li, Bo;Feng, J. N.;Zhang, Z. D.
  • 通讯作者：
    Zhang, Z. D.
Effects of oxygen vacancy location on the electronic structure and spin density of Co-doped rutile TiO2 dilute magnetic semiconductors
氧空位位置对共掺杂金红石TiO2稀磁半导体电子结构和自旋密度的影响
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/21/4/047503
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Sun Yun-Bin;Zhang Xiang-Qun;Li Guo-Ke;Cheng Zhao-Hua
  • 通讯作者：
    Cheng Zhao-Hua
Magnetic anisotropy and magnetization reversal of ultrathin iron films with in-plane magnetization on Si(111) substrates
Si(111)衬底上面内磁化超薄铁膜的磁各向异性和磁化反转
  • DOI：
    10.1088/1674-1056/21/7/077503
  • 发表时间：
    2012-07-01
  • 期刊：
    CHINESE PHYSICS B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Liu, Hao-Liang;He, Wei;Cheng, Zhao-Hua
  • 通讯作者：
    Cheng, Zhao-Hua
Magnetic properties of exchange-coupled PtFe/Fe films with spacer layers
具有间隔层的交换耦合 PtFe/Fe 薄膜的磁性能
  • DOI：
    10.1063/1.3559473
  • 发表时间：
    2011-03
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Cui, W. B.;Liu, W.;Yang, F.;Li, D.;Delikanli, S.;Guo, S.;Gong, W. J.;Zhang, Z. D.
  • 通讯作者：
    Zhang, Z. D.

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其他文献

氧空位对Co掺杂TiO_2稀磁半导体中杂质分布和磁交换的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    张向群;李国科;杨海涛;成昭华
  • 通讯作者：
    成昭华
层状钙钛矿锰氧化物La1.3-xGdxSr1.7Mn2O7(x=0,0.05)的磁性和电性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王洪金;郑琳;邢茹;赵建军;鲁毅;成昭华;吴鸿业
  • 通讯作者：
    吴鸿业

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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