超材料耦合自旋电子学器件特性研究

批准号:
11674070
项目类别:
面上项目
资助金额:
69.0 万元
负责人:
安正华
依托单位:
学科分类:
A2206.微纳光学与光子学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
王恒亮、张立建、勾鹏、曹军、徐洁、邹月心、虞豪驰、赵梓夷、钱洁
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中文摘要
光学与自旋电子学交叉形成了一门新兴的前沿学科,即光-自旋电子学(Opto-spintronics)。它在未来量子信息技术领域具有重要的应用价值,但制约其发展的一个根本性因素在于电磁波-自旋之间很小的相互作用强度。超材料具有优异的近场电磁波调控能力,其高度的能量局域化特性为提高电磁波-自旋相互作用提供了全新的革命性手段。本项目探索性地开展超材料耦合自旋电子学器件的性能研究,集中研究微波超材料对自旋共振、自旋波、自旋整流、自旋泵浦等自旋动力学性质的耦合作用,理解人工磁性与天然磁性的特性及其相互之间的作用机制,建立适合自旋电子学器件应用的超材料设计指导理论,探索磁子—极化激元的形成条件和途径,并进一步开拓超材料-磁性材料复合体系在集成光-自旋电子学器件和磁电连续可调器件方面的应用。
英文摘要
The new cutting-edge research direction, opto-spintronics, arises from the fast development in both photonics and spintronics and holds a promising application potential in future quantum information era. A bottleneck problem of optospintronics, however, is the intrinsic small interaction strength between electromagnetic waves and electron spins. Metamaterials provide extraordinary manipulation capability of near-field electromagnetic wave and can highly localize photon energy so that the interaction between electromagnetic wave and spin is enhanced significantly. In this project, we study the performance of spintronic devices which are coupled by specially designed metamaterials. We focus on the physical effects of the microwave metamaterials on the spin-related ferromagnetic resonance, spin-wave, rectification, spin-pumping and so on. The artificial magnetism from the metamaterial and the natural magnetism from ferromagnetic materials are investigated and compared systematically and their interactions are to be analyzed. The necessary condition and method to realize magnon-polarition are explored and special attention will be paid to the potential applications of the hybrid system in integrated optospintronics and magnetically/electrically tunable optoelectronics.
光学与自旋电子学交叉形成了一门新兴的前沿学科,它在未来量子信息技术领域具有重要的应用价值,但制约其发展的一个根本性因素在于电磁波-自旋之间很小的相互作用强度。超材料具有优异的近场电磁波调控能力,其高度的能量局域化特性为提高电磁波-自旋相互作用提供了全新的革命性手段。本项目如期完成了计划书中所列的具体内容,包括建立起了超材料与磁性材料相互作用的一般性理论,理论和实验都证明超材料谐振腔的引入,有利于调控磁子-极化激元的耦合强度。基于超材料进场增强作用和理想吸收材料的概念,设计出了高电磁波-自旋共振能量转换效率的自旋整流、自旋泵浦的输运器件,以及理想吸收器,这使得复合材料能以最优效率吸收微波能量,并以最优转化率转变为直流电压,为通过微波实现无线电源技术提供可能的有核心竞争力的技术。此外,连续可调的超材料-磁性材料复合器件被开发,这为自旋电子学器件实现多功能可调提供了新的方案。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Scalable Production of Graphene/Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotube Film Schottky Broadband Photodiode Array with Enhanced Photoresponse
具有增强光响应的石墨烯/半导体单壁碳纳米管薄膜肖特基宽带光电二极管阵列的规模化生产
DOI:10.3390/app8122369
发表时间:2018-12-01
期刊:APPLIED SCIENCES-BASEL
影响因子:2.7
作者:Cao, Jun;Zou, Yuexin;An, Zhenghua
通讯作者:An, Zhenghua
DOI:10.1209/0295-5075/128/17001
发表时间:2019-08
期刊:Europhysics Letters
影响因子:--
作者:L. Yang;R. Qian;Z. An;S. Komiyama;W. Lu
通讯作者:L. Yang;R. Qian;Z. An;S. Komiyama;W. Lu
Manipulation of the zero-damping conditions and unidirectional invisibility in cavity magnonics
腔磁振子学中零阻尼条件和单向不可见性的操纵
DOI:10.1063/5.0006363
发表时间:2020-05-11
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Qian, J.;Rao, J. W.;Hu, C. -M.
通讯作者:Hu, C. -M.
Ultrathin and Electrically Tunable Metamaterial with Nearly Perfect Absorption in Mid-Infrared
超薄电可调超材料,对中红外具有近乎完美的吸收
DOI:10.3390/app9163358
发表时间:2019-08
期刊:Applied Sciences
影响因子:--
作者:Yuexin Zou;Jun Cao;Xue Gong;Ruijie Qian;Zhenghua An
通讯作者:Zhenghua An
Enhanced Peltier Effect in Wrinkled Graphene Constriction by Nano-Bubble Engineering
通过纳米气泡工程增强褶皱石墨烯收缩中的珀耳帖效应
DOI:10.1002/smll.201907170
发表时间:2020-02-27
期刊:SMALL
影响因子:13.3
作者:Hu, Xudong;Gong, Xue;Di, Zengfeng
通讯作者:Di, Zengfeng
近场太赫兹成像及非平衡纳米动力学
- 批准号:--
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:--
- 批准年份:2021
- 负责人:安正华
- 依托单位:
面向电子绝对温度测量的双频太赫兹噪声近场显微镜研制
- 批准号:--
- 项目类别:国家重大科研仪器研制项目
- 资助金额:665万元
- 批准年份:2020
- 负责人:安正华
- 依托单位:
表面等离子体耦合半导体低维结构的光学性质及耦合机理研究
- 批准号:11174057
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:安正华
- 依托单位:
光刻量子点的单电子动力学、单光子探测和量子调控相关物理问题研究
- 批准号:10804019
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:安正华
- 依托单位:
半导体光刻量子点的单电子/单光子物理过程和光电导、光谱研究
- 批准号:10744007
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:14.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:安正华
- 依托单位:
国内基金
海外基金
