基于超快X射线衍射的铁电/铁磁异质结瞬态结构动力学研究
批准号:
11574196
项目类别:
面上项目
资助金额:
73.0 万元
负责人:
陈洁
依托单位:
学科分类:
凝聚态物理
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈洁、江舟亚、王魁东
中文摘要
磁电耦合效应等物理特性赋予了多铁材料广阔的潜在应用前景。然而,尽管飞秒激光脉冲提供了崭新的磁电调控手段,目前对多铁材料的动力学性质和光致磁电耦合机制的了解仍然有限。桌面型超快X射线衍射同时提供了亚皮秒时间分辨和毫埃量级结构变化解析能力,可为研究光致磁电耦合机制提供直接的结构动力学证据。本项目拟针对铁电/铁磁异质结中的光致磁电响应过程,利用超快X射线衍射直接探测飞秒激光辐照下铁磁层和铁电层的瞬态结构演化。同时,通过测量铁磁层的去磁化速度、异质结界面的能量传递速度、铁电层的压电响应速度等关键因素,分析铁磁层材料、温度、衬底等对光致磁电耦合速度的影响,从而在超快时域上深入理解对应的光致磁电耦合机制。
英文摘要
Multiferroic materials exhibit unusual physical properties such as magnetoelectric coupling effect, which in turn promise new device applications, while femtosecond optical pulses offer a new and ultrafast route to control their magnetoelectric coupling. However, our understanding to the dynamics and mechanism of photo-induced magnetoelectric coupling is still limited. With simultaneous subpicosecond temporal and mili-Angstrom spatial resolutions, table-top ultrafast x-ray diffraction will provide direct evidences on structural dynamics in order to understand the photo-induced magnetoelectric coupling mechanism. Here, we propose to investigate the ultrafast structural dynamics of a ferroelectric/ferromagnet heterostructure after femtosecond laser illumination by ultrafast x-ray diffraction. We plan to measure the demagnetization speed of the ferromagnet layer, the piezoelectric effect of the ferroelectric layer and the interplay between two thin layers. In addition, the influence of the ferromagnet material, temperature and substrate on the speed of the magnetoelectric coupling process will be evaluated experimentally. All these experimental studies may help us to distinguish between strain-mediated and charge-mediated mechanisms in time domain.
基于磁电介观畴序构可实现超快、超低功耗的多态存储,是下一代高密度存储的首选方案之一,然而由于缺少超高时间分辨的实验探测手段,其核心的磁电耦合机制还主要停留在理论和模拟阶段。本项目以超快X射线衍射为主,结合飞秒光反射率和飞秒磁光克尔效应等多种超高时间分辨探测手段,首次从时间域上实验观测到光致磁电耦合中铁磁层和铁电层的超快晶格动力学过程,结果表明与传统观点不同,耦合机制不限于应变调控机制,电荷调控机制可能起到决定性作用。为顺利开展上述研究,本项目研制了可应用于超快时间分辨X射线衍射实验的变温样品腔;针对飞秒X射线产额的优化,探索了基于表面等离激元的光与物质相互作用的新机制;从时间域上实验观测到典型强关联电子体系锰氧化物中极化子-极化子相互作用,进一步印证了此前中子散射和主流理论解释,有助于对庞磁阻效应的深入理解;首次在室温下通过光激发锰氧化物产生“隐形态”,并采用多种超快手段分别研究了电子、自旋和晶格动力学过程,理解“隐形态”的形成和演化机制,为产生和控制有应用价值的新物相提供了新路径。综上所述,本项目为区分强关联体系中不同自由度间的耦合过程以及磁电耦合机制提供了崭新的探测手段和研究思路。
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Transient lattice deformations of crystals studied by means of ultrafast time-resolved x-ray and electron diffraction
通过超快时间分辨 X 射线和电子衍射研究晶体的瞬态晶格变形
DOI:
10.1063/1.5029970
发表时间:
2018-06
期刊:
Structural Dynamics
影响因子:
--
作者:
[Li Runze, Sundqvist Kyle, Chen Jie, Elsayed-Ali H. E., Zhang Jie, Rentzepis Peter M.]
通讯作者:
Rentzepis Peter M.
Strong influence of polaron-polaron interaction on the magnetoresistance effect in La(0.7)A(0.3)MnO(3) thin films
极化子-极化子相互作用对La(0.7)A(0.3)MnO(3)薄膜磁阻效应的强烈影响
DOI:
10.1063/1.4999151
发表时间:
2017
期刊:
Applied Physics Letters
影响因子:
4
作者:
[Zhang Haijuan, Wang Kuidong, Zhang Yuanyuan, Dong Wenxia, Chen Long, Tang Xiaodong, Chen Jie]
通讯作者:
Chen Jie
Ultrafast active control of UV light with plasmonic resonance on aluminum nanostripes
利用铝纳米带上的等离子体共振对紫外光进行超快主动控制
DOI:
10.1063/1.5027432
发表时间:
2018-05
期刊:
Applied Physics Letters
影响因子:
4
作者:
[Wang Kuidong, Li Runze, Hsiao Hui-Hsin, Chen Long, Zhang Haijuan, Chen Jie]
通讯作者:
Chen Jie
Room temperature hidden state in a manganite observed by time-resolved X-ray diffraction
通过时间分辨 X 射线衍射观察亚锰矿的室温隐藏状态
DOI:
10.1038/s41535-019-0170-3
发表时间:
2019
期刊:
npj Quantum Materials
影响因子:
5.7
作者:
[Zhang Haijuan, Zhang Yuanyuan, Li Runze, Yu Junxiao, Dong Wenxia, Chen Conglong, Wang Kuidong, Tang Xiaodong, Chen Jie]
通讯作者:
Chen Jie
Fast Charge Diffusion in MAPb(I1-xBrx)(3) Films for High-Efficiency Solar Cells Revealed by Ultrafast Time-Resolved Reflectivity
超快时间分辨反射率揭示了高效太阳能电池 MAPb(I1-xBrx)(3) 薄膜中的快速电荷扩散
DOI:
10.1021/acs.jpca.9b00978
发表时间:
2019
期刊:
Journal of Physical Chemistry A
影响因子:
2.9
作者:
[Shi Wenjun, Wang Yong, Zhang Taiyang, Zhang Haijuan, Zhao Yixin, Chen Jie]
通讯作者:
Chen Jie
共 6 条
上海智能汽车芯片创新链痛点分析与转型破局的多案例研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:陈洁
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依托单位:
血管平滑肌细胞中膜钙泵PMCA与肌球蛋白轻链磷酸酶引导亚单位MYPT1的互作在血管张力调节及高血压病理发生中的作用
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批准号:82070443
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项目类别:面上项目
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资助金额:54.0万元
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批准年份:2020
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负责人:陈洁
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依托单位:
HBsAg启动子区转录因子Sp1结合位点新发突变对乙肝病毒生物学功能的影响及机制研究
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批准号:81702050
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈洁
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依托单位:
JNK2/MAPK9介导静水压调控体外三维软骨再生机制研究
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批准号:81701843
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈洁
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依托单位:
Delta-Sarcoglycan基因的两个新突变在东亚人遗传性心肌病中的致病作用及其机理
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批准号:81470497
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项目类别:面上项目
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资助金额:73.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈洁
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依托单位:
在线社区开放性对消费者信息分享行为的影响机理研究——基于社会影响的视角
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批准号:71472124
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈洁
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依托单位:
非欺诈性仿冒奢侈品购买意愿研究
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批准号:71072062
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项目类别:面上项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈洁
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依托单位:
超快现象和瞬态结构的亚皮秒激光光谱和电子衍射光谱研究
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批准号:11004132
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈洁
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依托单位:
在线渠道下消费者动态品牌选择行为机理研究
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批准号:70672076
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项目类别:面上项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2006
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负责人:陈洁
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依托单位:
营销渠道关系模式的多元整合与战略联盟的形成机理研究
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批准号:70302017
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:5.0万元
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批准年份:2003
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负责人:陈洁
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依托单位:
国内基金
海外基金