外尔半金属/垂直磁各向异性薄膜异质结构的制备及其自旋轨道转矩研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11904088
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2007.磁学及自旋电子学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In this project, we are planning to introduce and combine Weyl semimetal into the research field of spin-orbit electronics, to optimize and obtain the Weyl semimetal/magnetic heterostructure with perpendicular magnetic anisotropy. By using Weyl semimetal’s (1) high charge-spin efficiency, which is comparable with that of topological insulators and larger than that of heavy metals, (2) good conductive ability, and (3) novel out-of-plane anti-damping torque etc., the perpendicular magnetic moment can be driven more efficiently and the critical switching current density can be much reduced. By understanding of the physical properties such as charge-spin conversion efficiency and spin-orbit torque, studies of the process of spin-orbit torque driven perpendicular magnetization switching under zero or small magnetic field, we will explain and clarify the driven-magnetization mechanism by various spin torques. This project is extremely important for the research and development of spintronics devices with lower energy consumption, especially field free spin-orbit torque magnetic random access memory. The research of this project is of great significance in terms of both science and application.
本项目拟将外尔半金属引入自旋轨道电子学研究,优化制备具有垂直磁各向异性的外尔半金属/垂直磁各向异性薄膜异质结构。利用外尔半金属(1)与拓扑绝缘体可比拟且比重金属更大的电荷-自旋转换效率、(2)较好的电导特性、(3)新奇的垂直膜面方向的抗阻尼力矩等特性,以此可更高效驱动垂直磁矩进而有效降低临界翻转电流密度。通过理解电流-自旋转换效率和自旋轨道转矩等物理性质,研究零磁场或小磁场下基于自旋轨道转矩效应电流驱动垂直磁化翻转的过程,阐明其各类自旋力矩对于磁矩翻转驱动的物理机制。本项目对于自旋电子学低功耗器件尤其全电学驱动磁化翻转的自旋轨道力矩型磁随机存储器的研究和开发,具有非常重要的科学和应用价值。

结项摘要

本项目将外尔半金属引入自旋轨道电子学研究,优化生长并成功制备具有垂直磁各向异性的外尔半金属垂直磁各向异性薄膜(WTe2/CoTb)异质结构。利用外尔半金属拓扑绝缘体可比拟且比重金属更大的电荷-自旋转换效率及较好的电导特性,实现了更高效驱动垂直磁矩进而有效降低临界翻转电流密度。通过理解电流-自旋转换效率和自旋轨道转矩等物理性质,研究零磁场或小磁场下基于自旋轨道转矩效应电流驱动垂直磁化翻转的过程。本项目对于自旋电子学低功耗器件尤其全电学驱动磁化翻转的自旋轨道力矩型磁随机存储器的研究和开发,具有一定的科学和应用价值。项目执行三年来,我们按照项目计划围绕“外尔半金属/垂直磁各向异性薄膜异质结构的制备及其自旋轨道转矩研究”取得一系列研究成果,共计完成学术论文12篇,获得授权发明专利2项,培养了8名硕士毕业研究生,达到并完成项目预期目标。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
基于非共线自旋源的自旋轨道力矩驱动磁畴壁运动
  • DOI:
    10.1360/tb-2022-0851
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵阳;任传童;孟德全;王瑞龙;罗为;张悦;梁世恒
  • 通讯作者:
    梁世恒
Temperature dependence of transport mechanisms in organic multiferroic tunnel junctions
有机多铁隧道结中输运机制的温度依赖性
  • DOI:
    10.1088/1361-6463/ab841b
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    J. Phys. D Appl. Phys.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Can Xiao;Huawei Sun;Luming Cheng;Xavier Devaux;Anthony Ferri;Weichuan Huang;Rachel Desfeux;Xiao-Guang Li;Sylvie Migot;Mairbek Chshiev;Sajid Rauf;Yajun Qi;Ruilong Wang;Tianjin Zhang;Changping Yang;Shiheng Liang;Yuan Lu
  • 通讯作者:
    Yuan Lu
Spin–orbit torque driven skyrmion motion under unconventional spin Hall effect
非常规自旋霍尔效应下的自旋轨道扭矩驱动斯格明子运动
  • DOI:
    10.1088/1367-2630/ac6c45
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    New Journal of Physics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Yang Zhao;Dongying Guo;Zhongming Zeng;Maokang Shen;Yue Zhang;Riccardo Tomasello;Giovanni Finocchio;Ruilong Wang;Shiheng Liang
  • 通讯作者:
    Shiheng Liang
Current-induced spin-orbit torque magnetization switching with considering unconventional staggered spin polarization
考虑非常规交错自旋极化的电流感应自旋轨道扭矩磁化翻转
  • DOI:
    10.1016/j.jmmm.2021.167906
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Huawei Sun;Luming Cheng;Jiawei Xu;Changhao Yu;Haibo Xiao;Ruilong Wang;Lingfang Xu;Zhongming Zeng;Shiheng Liang
  • 通讯作者:
    Shiheng Liang
High Spin Hall Conductivity Induced by Ferromagnet and Interface
铁磁体和界面引起的高自旋霍尔电导率
  • DOI:
    10.1002/adfm.202112754
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Rongxin Li;Xiaojuan Yuan;Huayao Tu;Zhenhua Zhang;Yanxiang Luo;Qian Chen;Shangkun Li;Shiheng Liang;Yong Liu;Zhihong Lu;Zhongming Zeng;Rui Xiong
  • 通讯作者:
    Rui Xiong

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其他文献

Al掺杂对Ni-Co-Mn-Sb合金马氏体相变和磁性的影响
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-2375.2019.03.010
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    湖北大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗丰;杨昌平;王瑞龙;肖海波;梁世恒;于涵;宁卓;孙志刚
  • 通讯作者:
    孙志刚

其他文献

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梁世恒的其他基金

基于非共线反铁磁材料的自旋轨道力矩效应及全电学调控磁矩翻转机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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