激光激励下磁隧道结的热传导及自旋转移矩效应研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11904343
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Exploring and developing efficient way to manipulate spin, is not only an important part of fundamental research, but also a demand for further miniaturization of spintronic devices. This project is based on the interdisciplinary of heat, electron and spin, spincaloritronics, explores and studies the control of spin in magnetic tunnel junctions (MTJ) with the heat current or temperature gradient. The heat pulse is generated by the femtosecond laser pulse to produce a large temperature gradient through the MTJ. Using the temperature dependence of tunneling magnetoresistance, a time domain instantaneously temperature measurement technique is introduced, the finite element method is used to provide insight into the heat conduction process of heat pulse through MTJ. Using the Stoner-Wohlfarth magnetic model, the evolution of magnetic moment inversion in the free layer of MTJ on the temperature, current pulses and heat pulse is studied. The thermal spin transfer torque (T-STT) on the magnetic moment is clarified. The magnitude of the T-STT is experimentally evaluated and its dependence on the magnetic field angle is investigated. Finally, the conditions of spin precession and spin reversal with the effect is revealed in the micro-magnetic perspective and ultimately provide a basis for realization of the reading and writing of information in the MTJ with the T-STT effect.
探索和开发高效自旋控制方法,不仅是基础研究的重要内容,也是自旋电子元器件进一步小型化的需要。本项目基于热、电子与自旋的交叉学科,自旋热电子学,探索和研究利用热流或者温度梯度在磁隧道结(MTJ)中实现自旋控制的方法。采用飞秒激光脉冲产生的热脉冲,在MTJ中形成较大温度梯度;利用隧穿磁电阻与温度的依赖关系,引入时间域瞬时测量温度技术,并利用有限元法,模拟热脉冲在MTJ的传导过程,实验与模拟相结合获得各纳米层的热导率、层间热阻以及MTJ的温度梯度。利用Stoner-Wohlfarth磁学模型,研究温度、电流脉冲以及热脉冲下MTJ自由层磁矩反转的演化规律,阐明热激发的自旋转移矩效应(T-STT)对磁矩的调控机制,从实验上评估T-STT效应的量级,并揭示其对磁场角度的依赖关系,最后从微磁学角度揭示该效应实现自旋进动与自旋反转的条件,为最终实现利用T-STT效应在MTJ中实现信息读写提供依据。

结项摘要

在国家自然科学基金委员会的资助下,在课题组成员的共同努力下,项目 “:激光激励下磁隧道结的热传导及自旋转移矩效应研究”(No.11904343)按计划完成项目研究工作。本项目探索和研究了利用热流或者温度梯度在磁隧道结(MTJ)中实现自旋控制的方法。采用飞秒激光脉冲产生的热脉冲,在MTJ中形成较大温度梯度;利用隧穿磁电阻与温度的依赖关系,引入时间域瞬时测量温度技术,并利用有限元法,模拟热脉冲在MTJ的传导过程,实验与模拟相结合获得各纳米层的热导率、层间热阻以及MTJ中的温度梯度。利用Stoner-Wohlfarth磁学模型,研究了温度、电流脉冲以及热脉冲下MTJ自由层磁矩反转的演化规律,阐明了热激发的自旋转移矩效应(T-STT)对磁矩的调控机制,从实验上评估T-STT效应的量级,并揭示了其对磁场角度的依赖关系,最后从微磁学角度揭示该效应实现自旋进动与自旋反转的条件,为最终实现利用T-STT效应在MTJ中实现信息读写提供依据。基于本项目已发表文章9篇,其中9篇被SCI/EI收录;授权国家发明专利9项;项目成果获浙江省科技进步三等奖1项。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Study of magnetic and magnetocaloric effect of Pr0.5Sr0.5-xNaxMnO3 manganites
Pr0.5Sr0.5-xNaxMnO3锰酸盐的磁效应和磁热效应研究
  • DOI:
    10.1016/j.jssc.2019.121072
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Yang Hangfu;Wu Qiong;Yu Nengjun;Yu Yundan;Pan Minxiang;Zhang Pengyue;Ge Hongliang
  • 通讯作者:
    Ge Hongliang
Structure, magnetic and magnetocaloric properties of Pr0.5Sr0.5MnO3 with cobalt substitution
钴取代的Pr0.5Sr0.5MnO3的结构、磁学和磁热性能
  • DOI:
    10.1007/s12034-021-02413-6
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Springer Nature
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xinyao Luo;Hangfu Yang;Sihao Hua;Qiong Wu;Yu Nengjun;Yundan Yu;Pengyue Zhang;Ge Hongliang
  • 通讯作者:
    Ge Hongliang
Study on the critical behavior and magnetocaloric effect of RCrO3 (R = Gd, Dy)
RCrO3(R=Gd、Dy)临界行为及磁热效应研究
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2022.12.038
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Qingwei Wang;Bowen Lv;Qiong Wu;Xiukun Hu;Xinyao Luo;Jieyang Fang;Nengjun Yu;Hangfu Yang;Minxiang Pan;Hongliang Ge
  • 通讯作者:
    Hongliang Ge
The Magnetocaloric Effect and Electrochemistry Corrosion of La0.7-xSr0.3EuxMnO3 Manganite
La0.7-xSr0.3EuxMnO3锰矿的磁热效应和电化学腐蚀
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Electrochemcal Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xinyao Luo;Hangfu Yang;Nengjun Yu;Qiong Wu;Yundan Yu;Pengyue Zhang;Hongliang Ge
  • 通讯作者:
    Hongliang Ge
Study on magnetic properties and magnetocaloric effect of DyVO4
DyVO4的磁性能及磁热效应研究
  • DOI:
    10.1016/j.jmmm.2022.169941
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Qingwei Wang;Hangfu Yang;Xinyao Luo;Jieyang Fang;Nengjun Yu;Qiong Wu
  • 通讯作者:
    Qiong Wu

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其他文献

贫稀土Pr_(4.5)Fe_(77)B_(18.5)非晶合金晶化动力学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛洪良;吴琼;杨杭福;宫杰
  • 通讯作者:
    宫杰

其他文献

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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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