Tailoring Exchange Interactions in Complex Oxide Heterostructures

定制复杂氧化物异质结构中的交换相互作用

基本信息

  • 批准号:
    1745450
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-07-01 至 2024-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

NON-TECHNICAL DESCRIPTION: Many current commercial products such as giant magnetoresistive sensors that are used in magnetic random-access memory and magnetic hard drives are based on the interactions of magnetic forces between multiple materials. A better understanding of these interactions may also allow for the development of future spintronic devices. This project explores the unique interfacial phenomena found in complex oxide structures in order to design artificially-layered materials with tailored magnetic properties. Outreach activities include supporting the University of California at Davis Community College Science, Technology, Engineering, and Mathematics Transfer Day which targets educationally disadvantaged and underrepresented groups from Mathematics Engineering Science Achievement programs across Northern California. A parallel and equally important impact of this project is the training of young scientists and engineers in a field that lies at the intersection of traditional disciplines of Materials Science and Engineering, Physics, and Electrical Engineering. Graduates typically find employment in the information technology sector. TECHNICAL DETAILS: This goal of this project is to develop a fundamental understanding of interfacial phenomena in complex oxide heterostructures to design artificially-layered material with tailored magnetic properties. The incorporation of these materials in next generation spintronic and orbitronic devices has the potential for significant improvements in device speed and energy efficiency, which may transform the information storage and technology sectors. This work utilizes laser-assisted growth to control interfacial properties with atomic layer precision in combination with sophisticated techniques for characterizing their structural, chemical, and functional properties over multiple length scales. In addition, geometric confinement effects as these materials are patterned to nanoscale dimensions are investigated. These results enable the development of predictive models of the emergent interfacial properties at dimensions relevant for device applications. Additional education activities include the training of undergraduate and graduate students in state-of-the-art tools, including synchrotron radiation and neutron scattering-based characterization techniques at U.S. national laboratories.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
非技术描述:许多当前的商业产品,例如用于磁随机存储器和磁性硬盘驱动器中的巨型磁磁性传感器都是基于多种材料之间磁力的相互作用的。对这些相互作用的更好理解也可能允许开发未来的Spintronic设备。该项目探讨了复杂氧化物结构中发现的独特界面现象,以设计具有量身定制磁性特性的人工层面材料。外展活动包括支持加利福尼亚大学戴维斯社区学院科学,技术,工程和数学转移日,该日期针对北加州数学工程科学成就计划的教育不利和代表性不足的群体。该项目的一个平行且同样重要的影响是对年轻科学家和工程师的培训,该领域位于传统材料科学与工程,物理和电气工程学科的交汇处。毕业生通常会在信息技术领域找到就业。技术细节:该项目的这个目标是对复杂氧化物异质结构中的界面现象的基本了解,以设计具有量身定制磁性的人工层面材料。将这些材料纳入下一代Spinronic和Orbitronic设备,具有显着提高设备速度和能源效率的潜力,这可能会改变信息存储和技术领域。这项工作利用激光辅助生长来控制具有原子层精度的界面特性,并结合复杂技术,以表征其在多个长度尺度上的结构,化学和功能性能。另外,研究了这些材料对纳米级维度的图案化,因此将几何限制效应。这些结果使得在与设备应用相关的维度上的新兴界面特性的预测模型的开发。其他教育活动包括对最先进工具的本科生和研究生的培训,包括在美国国家实验室的同步辐射和基于中子散射的表征技术。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识绩效和更广泛影响的评估来通过评估来支持的。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Modification of magnetocrystalline anisotropy via ion-implantation
  • DOI:
    10.1063/1.5134867
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Lee, Michael S.;Chopdekar, Rajesh, V;Takamura, Yayoi
  • 通讯作者:
    Takamura, Yayoi
Unusual structural rearrangement and superconductivity in infinite layer cuprate superlattices
无限层铜酸盐超晶格中异常的结构重排和超导性
  • DOI:
    10.1103/physrevmaterials.7.054803
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Samal, D.;Gauquelin, Nicolas;Takamura, Yayoi;Lobato, Ivan;Arenholz, Elke;Van Aert, Sandra;Huijben, Mark;Zhong, Zhicheng;Verbeeck, Jo;Van Tendeloo, Gustaaf
  • 通讯作者:
    Van Tendeloo, Gustaaf
Hidden Transformations in Entropy-Stabilized Oxides
  • DOI:
    10.1016/j.jeurceramsoc.2021.06.014
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    A. Dupuy;I-Ting Chiu;P. Shafer;E. Arenholz;Y. Takamura;J. Schoenung
  • 通讯作者:
    A. Dupuy;I-Ting Chiu;P. Shafer;E. Arenholz;Y. Takamura;J. Schoenung
Formation of Complex Spin Textures in Thermally Demagnetized La0.7Sr0.3MnO3 Artificial-Spin-Ice Structures
热退磁 La0.7Sr0.3MnO3 人造自旋冰结构中复杂自旋织构的形成
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.17.064057
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Sasaki, Dayne Y.;Chopdekar, Rajesh V.;Retterer, Scott T.;Jiang, Daniel Y.;Mason, Jeremy K.;Lee, Michael S.;Takamura, Yayoi
  • 通讯作者:
    Takamura, Yayoi
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  • 期刊:
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  • 作者:
    Yayoi Takamura;Gun-Hwan Lee;Nobuyuki Iwata;Hiroaki Nishikawa;Tamio Endo
  • 通讯作者:
    Tamio Endo
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  • DOI:
    10.1109/led.2003.815431
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    J. Goo;Qi Xiang;Yayoi Takamura;F. Arasnia;Eric N. Paton;Paul Besser;James Pan;M. Lin
  • 通讯作者:
    M. Lin
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hiroaki Nishikawa;Nobuyuki Iwata;Tamio Endo;Gun-Hwan Lee;Yayoi Takamura
  • 通讯作者:
    Yayoi Takamura

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