基于高电导率二维拓扑材料的磁矩电学调控研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61874060
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0408.新型信息器件
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Control of magnetization based on high spin-conversion-rate(SCR)material is a hot topic in the field of high performance magnetic information storage. Topological materials possess the highest SCR in known materials, and are expected to achieve high speed and low energy consumption operation. However, the control of Magnetization based on topological materials usually requires magnetic field assistance, which greatly restricts the device integration. WTe2 and other two-dimensional topological materials have excellent characteristics such as high conductivity, out-of-plane spin generation and electric field control. They are expected to achieve all-electrical Magnetization control in the absence of external magnetic field. This project aims to study the Magnetization control by current and electric field based on WTe2 and other two-dimensional topological materials with high conductivity. The main contents of the study include: 1) the key factors of system determing the efficiency of out-of-plane spin generation, optimize the allocation to ensure the magnetization switching can be directional under zero magnetic field; 2) manipulate the conductivity and SCR by electric field and many other fields to minimize the energy consumption factor and solve the heating problem of device, realize the magnetization reversal regulation and auto-oscillation by current and electric field; 3) develop new magnetic memory devices and frequency-tunable nano-sized microwave devices based on two-dimensional topological materials. The successful implementation of this project can enrich the research contents of the magnetization control by electrical regulation, and provide valuable references for the design and application of high-performance magnetic memory devices.
基于高自旋转换率材料的磁矩电学调控是当前高性能磁存储领域研究的热点。拓扑材料拥有已知材料中最高的自旋转换率,有望实现高速、低能耗的磁存储操作。但拓扑材料对磁矩的调控一般需要磁场辅助,极大限制了器件集成度。高电导率二维拓扑材料(如WTe2、NbSe2、Bi2Se3等)具有高自旋转换率、可产生面外自旋、可电场调控等优异特性,有望实现无需外加磁场的全电学磁矩调控。本项目拟基于高电导率二维拓扑材料开展磁矩的电学调控研究。研究内容主要包括:1)基于材料的高电导率和高自旋转换率优势,实现低能耗的磁矩电学调控;2)利用二维体系可进行电场调控的特性,通过离子液体辅助,大范围调节材料的电导率和自旋转换率,进一步降低能耗,实现磁矩翻转和自发振荡的电流、电场双调控;3)研究面外自旋产生的物理机制和调控,通过晶向和电场等因素的优化配置,实现无需外加磁场的全电学磁矩调控,为开发新型高密度磁存储器件提供有价值的参考。

结项摘要

基于高自旋转换率材料的磁矩电学调控是当前高性能磁存储领域研究的热点。申请人主要围绕二维体系开展磁矩调控和其在信息存储方面应用的前瞻性探索,完成了预定的研究目标,取得了若干创新性成果。4年间,以(共同)通讯作者发表论文35篇;申请发明专利6项,其中1项授权;培养博士生3名,硕士生12名。申请人通过机械剥离、微纳加工等技术手段制备相关基础材料和测试器件,在Fe3GeTe2等单一材料或铁磁/非铁磁异质结中,对材料性质进行系统表征,利用电场等调控手段,结合第一性原理计算等,总结梳理材料和器件的本征性能、电荷-自旋转换、能带结构等,对二维体系中因对称性破缺、界面效应等产生的新奇电荷、自旋性质开展研究,通过多物理场等手段,对磁性体系的磁学性质形成有效调控并发展相关信息存储技术,为开发新型高密度磁存储器件提供有价值的参考。

项目成果

期刊论文数量(35)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Evidence of the nontrivial Berry phase at γ-Al2O3/SrTiO3 heterointerfaces
γ-Al2O3/SrTiO3 异质界面上非平凡贝里相的证据
  • DOI:
    10.1063/5.0093903
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wei Niu;Zhenqi Wu;Yongda Chen;Yulin Gan;Yongda Chen;Hongqi Hu;Xiaoqian Zhang;Yongbing Xu;Youming Zou;Yong Pu;Xuefeng Wang
  • 通讯作者:
    Xuefeng Wang
Fully Optical Modulation of the Two-Dimensional Electron Gas at the γ-Al2O3/SrTiO3 Interface
γ-Al2O3/SrTiO3 界面处二维电子气的全光学调制
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.2c00384
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    The Journal of Physical Chemistry Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wei Niu;Yue-Wen Fang;Ruxin Liu;Zhenqi Wu;Yongda Chen;Yulin Gan;Xiaoqian Zhang;Chunhui Zhu;Lixia Wang;Yongbing Xu;Yong Pu;Yunzhong Chen;Xuefeng Wang
  • 通讯作者:
    Xuefeng Wang
Tunable Topological State, High Hole-Carrier Mobility, and Prominent Sunlight Absorbance in Monolayered Calcium Triarsenide
单层三砷化钙的可调谐拓扑状态、高空穴载流子迁移率和显着的阳光吸收率
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.9b00033
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry Letters
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Feng Li;Hong Wu;Zhaoshun Meng;Ruifeng Lu;Yong Pu
  • 通讯作者:
    Yong Pu
Effect of Ca doping on photovoltaic effect of BiFeO3
Ca掺杂对BiFeO3光伏效应的影响
  • DOI:
    10.1007/s00339-021-04651-1
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Applied Physics A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Weiwei Mao;Qifu Yao;Nanjing Liu;Huazhong Shu;Jiangwei Zhu;Yong Pu;Xing′ao Li
  • 通讯作者:
    Xing′ao Li
Unconventional magneto-transport properties of the layered antiferromagnet Fe1/3NbS2
层状反铁磁体 Fe1/3NbS2 的非常规磁输运特性
  • DOI:
    10.1063/5.0098797
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Ping Liu;Hanpeng Zhu;Qingmei Wu;Yalin Lu;Yong Pu
  • 通讯作者:
    Yong Pu

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  • 作者:
    万曦;万国江;黄荣贵;普勇
  • 通讯作者:
    普勇
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    陈振楼;普勇;黄荣贵;万国江
  • 通讯作者:
    万国江

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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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