基于外尔半金属的全二维异质结自旋轨道转矩
批准号:
12074056
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
李鹏
依托单位:
学科分类:
凝聚态物理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李鹏
中文摘要
垂直磁各向异性层的翻转是实现高密度自旋轨道转矩磁性随机存储的关键。近年来,拓扑保护的外尔半金属逐渐成为凝聚态物理的热点。实验表明,当电场沿着拓扑半金属WTe2的费米弧方向,WTe2的表面存在来源于自旋动量锁定的自旋积累。但是到目前为止,并无实验研究拓扑保护的半金属直接电流驱动具有垂直磁各向异性的磁矩翻转的研究。近年发现的二维伊辛铁磁体金属Fe3GeTe2具有优良的垂直磁各向异性。因此本课题拟采用全二维范德瓦尔斯异质结,WTe2/Fe3GeTe2作为自旋轨道转矩的研究对象。拟采用二倍频霍尔效应提取外尔半金属WTe2对Fe3GeTe2各向异性的自旋轨道力矩。采用电场(费米面高度)、温度(拓扑相变)、晶向(各向异性费米弧自旋积累)等因素,调控电流驱动Fe3GeTe2垂直磁矩的翻转,解析外尔半金属费米弧的自旋积累对自旋轨道转矩的物理机制。本课题的研究结果将为拓扑半金属在自旋电子学的应用提供指导。
英文摘要
As the most important strategy in Spintronics, switching of magnets with perpendicular magnetic anisotropy is the central part of the high-density magnetic recording of spin-orbit-torque magnetic random access memory (SOT-MRAM). Recently, topological Weyl semimetals become popular in condensed matters. The experiments show that there are spin accumulations on the surface of topological Weyl semimetal WTe2 due to the spin momentum locking when the electric field is along the direction of Fermi arc. However, so far no experiment on topological Weyl semimetal has been performed to study the current induced switching of magnetization with perpendicular magnetic anisotropy. It is discovered that the 2D Ising ferromagnet Fe3GeTe2 shows superior perpendicular magnetic anisotropy. In this proposal, we plan to investigate the spin-orbit torques in fully two dimensional van de Wals heterostructures WTe2/Fe3GeTe2. We plan to use the second harmonic Hall voltage in heterostructure to extract the anisotropy of spin-orbit-torque. And electric field (location of Fermi surface), temperature (topological phase transition), in-plane current direction (anisotropic spin accumulation of Fermi arc) are used to modulate the current induced switching of the moments of Fe3GeTe2, to understand the physical mechanism of spin accumulation in Fermi arc of Weyl semimetal on spin-orbit-torque. This proposal will provide useful information for the potential application of topological Weyl semimetals in spintronics.
本项目聚焦于自旋轨道转矩的前沿研究,涵盖了自旋轨道转矩磁随机存储器、新型存储单元的研发以及高温超导体的探索三个核心领域。项目团队凭借扎实的理论基础和创新的研究方法,顺利完成了既定目标,并取得了以下具有代表性的成果:.1.自旋轨道转矩磁随机存储器的优化:针对传统重金属体系中翻转电流密度高、功耗大的问题,项目团队创新性地引入外尔半金属和拓扑绝缘体做为自旋电流源。这一改进显著提高了自旋流转换效率,为降低存储器功耗提供了关键技术支持。.2.新型存储单元的研发与性能提升:项目团队成功设计并研发了新型存储单元,其性能参数相较于传统存储器实现了全面优化。在研究过程中,团队深入探讨了反常霍尔效应、反常拓扑霍尔效应以及螺旋磁体等关键物理现象,为新型存储单元的性能提升奠定了坚实的理论基础。.3.高温超导体的应用研究:针对当前备受关注的高温超导体,项目团队开展了系统性研究。通过对高温超导体的全新量子态的研究和高温超导纳米线的制备工艺进行研究,为后续深入研究和多学科交叉融合提供了新的思路。.通过项目实施,团队成功制备了高性能的自旋轨道转矩磁随机存储器,其自旋轨道转矩效率在80 K时高达9.9,这一指标处于国际领先地位。此外,团队还对新型存储单元和高温超导体进行了深入探索,为后续进一步提升自旋轨道转矩磁随机存储器的性能和实用性奠定了坚实基础。这些成果不仅推动了相关领域的技术进步,也为未来电子信息产业的可持续发展提供了重要支撑。
病肝来源CCL2活化Fas-L/Fas通路诱导B-EPA在肝性脑病中的作用和机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:55万元
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批准年份:2021
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负责人:李鹏
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依托单位:
国内基金
海外基金