MnNiGa合金/压电陶瓷多铁异质结制备及其拓扑磁畴的电场调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51901081
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    侯志鹏
  • 依托单位：
    华南师范大学
  • 学科分类：
    E0107.金属功能材料
  • 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

The project intends to manipulate the evolution of magnetic skyrmions in metals by using electric field based on a design of heterostructure. Such a heterostructure consists of piezoelectric ceramics and MnNiGa single crystal that is reported to host high-temperature stability skyrmions in our previous work. One of the research targets of this project is to solve a key scientific problem that the correlation and regulation among electric field, magnetocrystalline anisotropy, magnetic exchange coupling effect, and the evolution of magnetic skymions. Another one is to construct the relationship between the electric field and the nucleation barrier of magnetic skyrmions in the MnNiGa single crystal, by utilizing electric-field in-situ magnetotransport measurements, electric-field in-situ magnetic force microscope (MFM) and micromagnetic simulation. On the other hand, the intrinsic physical mechanism for controlling of the evolution of magnetic skyrmions by electric field is further studied. The ultimate goal of this project is to construct a theoretical model for electronically controlling the evolution of magnetic skyrmions, which are of great significance for future practical application of magnetic skyrmions.
电场调控磁斯格明子具有发热小、调控自由度高等优点，非常有利于发展小型化、集成化和低能耗的磁斯格明子电子学器件，受到了国内外学者的广泛关注。现阶段电场调控磁斯格明子方面的研究主要集中于氧化物单晶或具有氧化物-金属界面的薄膜。然而，现有方法对广泛存在磁斯格明子的金属材料并不适用。基于此研究背景，本项目拟采用固相粘结工艺，将我们前期工作中发现的具有宽温区、跨室温磁斯格明子存在的MnNiGa合金单晶与压电陶瓷复合制成多铁异质结，并以此为研究对象，围绕电场、磁晶各向异性、磁交换作用与磁斯格明子拓扑磁畴演化之间的关联与调控这一关键科学问题，结合电场原位磁输运测量技术、电场原位磁力显微镜观测技术、微磁学模拟，建立电场与MnNiGa合金中磁斯格明子成核势垒之间的联系，并进一步阐述电场调控磁斯格明子拓扑磁畴演化的内在物理机制，最终建立电控磁斯格明子的理论框架，推动磁斯格明子实用化。

结项摘要

在本项目支持下，我们制备出了MnNiGa单晶/PMNPT和[Pt/Co/Ta]12多层薄膜/PMNPT两类多铁异质结，并以此为研究对象，围绕电场、磁晶各向异性、磁交换作用与磁斯格明子拓扑磁畴演化之间的关联与调控这一关键科学问题，结合电场原位磁输运测量技术、电场原位磁力显微镜观测技术、微磁学模拟，建立了电场与MnNiGa合金中磁斯格明子成核势垒之间的联系，并进一步阐明了电场调控磁斯格明子拓扑磁畴演化的内在物理机制，建立了电场调控磁斯格明子的理论框架，推动了磁斯格明子实用化。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Experimental demonstration of skyrmionic magnetic tunnel junction at room temperature
室温斯格明子磁隧道结的实验演示
  • DOI：
    10.1016/j.scib.2022.01.016
  • 发表时间：
    2022-04-07
  • 期刊：
    SCIENCE BULLETIN
  • 影响因子：
    18.9
  • 作者：
    Li, Sai;Du, Ao;Zhao, Weisheng
  • 通讯作者：
    Zhao, Weisheng
Controlled Switching of the Number of Skyrmions in a Magnetic Nanodot by Electric Fields
通过电场控制磁性纳米点中斯格明子数量的切换
  • DOI：
    10.1002/adma.202107908
  • 发表时间：
    2022-02-04
  • 期刊：
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Hou, Zhipeng;Wang, Yadong;Liu, Jun-ming
  • 通讯作者：
    Liu, Jun-ming
Emergence of room temperature stable skyrmionic bubbles in the rare earth based REMn2Ge2 (RE = Ce, Pr, and Nd) magnets
稀土基 REMn2Ge2（RE = Ce、Pr ​​和 Nd）磁体中室温稳定的斯格明子气泡的出现
  • DOI：
    10.1016/j.mtphys.2021.100341
  • 发表时间：
    2021-01-16
  • 期刊：
    MATERIALS TODAY PHYSICS
  • 影响因子：
    11.5
  • 作者：
    Hou, Zhipeng;Li, Lingwei;Liu, Junming
  • 通讯作者：
    Liu, Junming
Electric-field-driven non-volatile multi-state switching of individual skyrmions in a multiferroic heterostructure
多铁异质结构中单个斯格明子的电场驱动非易失性多态切换
  • DOI：
    10.1038/s41467-020-17354-7
  • 发表时间：
    2020-07-17
  • 期刊：
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Wang, Yadong;Wang, Lei;Liu, Junming
  • 通讯作者：
    Liu, Junming
Field-Free Manipulation of Skyrmion Creation and Annihilation by Tunable Strain Engineering
通过可调应变工程无场操纵斯格明子的产生和湮灭
  • DOI：
    10.1002/adfm.202008715
  • 发表时间：
    2021-02-03
  • 期刊：
    ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
  • 影响因子：
    19
  • 作者：
    Feng, Chun;Meng, Fei;Liu, Junming
  • 通讯作者：
    Liu, Junming

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WO3/Ag复合薄膜的制备及其电致变色性能
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    苏峰

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几何受限磁性薄膜结构中斯格明子个数的电场调控
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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

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          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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