尖晶石铁氧体基多铁异质结的磁性与输运特性的电场调控研究

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基本信息

  • 批准号：
    11774254
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    61.0万
  • 负责人：
    金朝
  • 依托单位：
    天津大学
  • 学科分类：
    A2007.磁学及自旋电子学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Spinel ferrites, with the characteristics of remarkable magnetic, multiferroic, transport properties, and high Curie temperatures, are wildly used in spintronics devices and multiferroic composites. As ferrimagnetic insulators, CoFe2O4 films have spin inject and resistance switching effects. The combination of spinel ferrite and ferroelectric materials can form artificial multiferroic materials. The magnetoelectric coupling and electric field modulated magnetic properties have become the hot topic. We intend to fabricate CoFe2O4 films with different oxygen vacancies intensity on ferroelectric PMN-PT substrates by using reactive cosputtering. We intend to investigate the electric field modulated magnetic, magnetoresistance and memresistance effects according to the strain effect on the lattice and the charge influenced oxygen vacancies of CoFe2O4. We will reveal the characteristics and the physical mechanisms of the strain and charge effects. The project will obtain the multi-state control of magnetic and electrical properties of spinel ferrite based multiferroic heterostructures. The results can provide the experimental and theoretical basis for the nanodevices.
尖晶石铁氧体材料具有丰富多样的电学和磁学性质以及高居里温度等优点，在自旋电子学及多铁复合结构的研究中有广泛的用途。亚铁磁绝缘体材料CoFe2O4薄膜具有自旋过滤功能和阻变效应，并且与铁电材料的结合可构成人工多铁材料，其磁电耦合特性和电控磁、电性质成为研究的热点。本申请课题拟采用反应磁控溅射技术在单晶PMN-PT铁电基片上生长具有不同氧空位密度的CoFe2O4薄膜，构成多铁异质结构。通过外加电场下PMN-PT产生的应力对CoFe2O4晶格的作用、界面电荷对CoFe2O4中氧空位的作用来调控CoFe2O4薄膜的磁性、电致电阻与磁电阻，研究其规律与物理机制，实现对尖晶石铁氧体基多铁异质结构磁、电特性的多重调控。研究结果为多铁异质结构在磁电调控纳米器件的应用提供实验和理论基础。

结项摘要

尖晶石铁氧体材料具有丰富多样的电学和磁学性质以及高居里温度等优点，电场调控尖晶石铁氧体材料的电输运特性与磁性，在能源和环境方面具有潜在应用价值。本工作采用磁控溅射的方法，制备了尖晶石铁氧体及其异质结构：NiFe2O4/PMN-PT异质结、CoFe2O4/La0.67Sr0.33MnO3/PMN-PT (CFO/LSMO/PMN-PT)异质结等，系统研究了电场调控下异质结的磁性与电性，研究结果表明铁电场效应与氧(空位)密切相关；电场调控下，CFO/LSMO/PMN-PT异质结的矫顽场降低~50%，有助于实现电场对磁隧道结磁电阻的调控；为了进一步研究铁电场效应对氧空位的作用机制，我们选择Co3O4, La0.67Sr0.33MnO3等氧化物半导体材料与PMN-PT结合；系统研究了外电场下半导体特性的变化，揭示了氧空位在电场调控中的作用。相关结果发表在Appl. Phys. Lett., ACS Appl. Mater. Interfaces, EPL等学术期刊上。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Influence of oxygen vacancies and La0.7Sr0.3MnO3 layer on the structure and magnetic properties of cobalt ferrite thin films
氧空位和La0.7Sr0.3MnO3层对钴铁氧体薄膜结构和磁性能的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jmmm.2018.04.008
  • 发表时间：
    2018-08
  • 期刊：
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Gao G. Q.;Jin C.;Wang P.;Pang X.;Zheng D. X.;Bai H. L.
  • 通讯作者：
    Bai H. L.
2D Semiconducting Metal-Organic Framework Thin Films for Organic Spin Valves
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  • DOI：
    10.1002/anie.201911543
  • 发表时间：
    2019-11-29
  • 期刊：
    ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Song, Xiaoyu;Wang, Xinyue;Hu, Wenping
  • 通讯作者：
    Hu, Wenping
Ferroelectric field manipulated nonvolatile resistance switching in Al:ZnO/Pb(Mg1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O3 heterostructures at room temperature
室温下铁电场操纵 Al:ZnO/Pb(Mg1/3Nb2/3)(0.7)Ti0.3O3 异质结构中的非易失性电阻切换
  • DOI：
    10.1039/c9cp01809c
  • 发表时间：
    2019-05-28
  • 期刊：
    PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Liu, Shasha;Jin, Chao;Bai, Haili
  • 通讯作者：
    Bai, Haili
Charge-assisted non-volatile magnetoelectric effects in NiFe2O4/PMN-PT heterostructures
NiFe2O4/PMN-PT 异质结构中的电荷辅助非挥发性磁电效应
  • DOI：
    10.1039/c8cp03900c
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Physical Chemistry Chemical Physics
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Pang Xin;Jin Chao;Gao Guoqin;Li Dong;Zheng Dongxing;Bai Haili
  • 通讯作者：
    Bai Haili
Engineering Co Vacancies for Tuning Electrical Properties of p-Type Semiconducting Co3O4 Films
用于调节 p 型半导体 Co3O4 薄膜电性能的工程公司空缺
  • DOI：
    10.1021/acsami.1c05748
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Wang Ping;Jin Chao;Zheng Dongxing;Yang Tiebin;Wang Yuchen;Zheng Rongkun;Bai Haili
  • 通讯作者：
    Bai Haili

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Optical transition and carrier relaxation in self-assembled InAs/GaAs quantum dots with InAlAs and InGaAs combination cap layer by resonant excitation
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  • 通讯作者：
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阳离子掺杂调控反应溅射MxFe3-xO4外延薄膜的磁性和电输运特性
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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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