材料學(xué)院宋成等受邀在《材料科學(xué)進展》發(fā)表電控磁效應(yīng)主題綜述論文

清華新聞網(wǎng)2月28日電 近日，清華材料學(xué)院副教授宋成等人受邀在材料領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊《材料科學(xué)進展》（Progress in Materials Science）發(fā)表了題為《電控磁效應(yīng)的研究進展：材料，機制，性能》（"Recent progress in voltage control of magnetism: Materials, mechanisms, and performance"）的綜述文章，結(jié)合所在研究小組近期的多項成果，對電學(xué)調(diào)控磁性領(lǐng)域的近期進展進行了綜述。

圖為鐵磁/鐵電薄膜界面電子軌道開關(guān)與物理性能的門電壓調(diào)控。

存儲器是現(xiàn)代集成電路中最基本、最重要的部件之一，其性能是評價微電子技術(shù)水平的重要指標。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展和需求提升，基于材料磁學(xué)性能的存儲器（如硬盤和磁隨機存儲器）和基于電學(xué)性能的存儲器（如閃存、阻變存儲器和鐵電存儲器等）已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域與日常生活。然而，基于磁場的磁記錄擦寫能耗仍然偏高，而基于自旋轉(zhuǎn)移力矩的新一代磁隨機存儲器（STT-MRAM），進行磁信息寫入的臨界自旋極化電流密度仍居高不下，與相應(yīng)半導(dǎo)體工藝水平的晶體管所能承受的最大電流密度仍存在一定的差距。因此，亟需發(fā)展能耗更低的信息存儲技術(shù)。

電控磁效應(yīng)是利用外界電場的作用來調(diào)控材料的磁學(xué)特性，進而達到數(shù)據(jù)存儲的目的。這個過程中，磁性的改變不需要外磁場，整個過程也沒有電流通過（門電極只是提供電場），可以很大程度上地降低能耗。因此，它的出現(xiàn)有望極大地推動高速、高密度、低能耗和非易失性的存儲器的發(fā)展。

電控磁效應(yīng)自2000年發(fā)現(xiàn)以來，引起了材料、物理和微電子領(lǐng)域相關(guān)學(xué)者和存儲器工程師的廣泛關(guān)注，在基礎(chǔ)物理認識、薄膜材料制備與低功耗磁存儲器件設(shè)計等方面取得了長足的進步。其中，宋成等人所在的材料學(xué)院磁性薄膜與自旋器件研究小組自2012年以來取得了多項重要進展：在國際上率先實現(xiàn)了電調(diào)控電子軌道效應(yīng)，揭示了基于軌道重構(gòu)的電控磁效應(yīng)的新機制，提出并實現(xiàn)了電場對反鐵磁金屬磁矩的調(diào)控等。

相關(guān)主題在《物理評論快報》（Physical Review Letters）、《先進材料》（Advanced Materials）、《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）和《自然·通訊》（Nature Communications）等期刊發(fā)表論文近30篇。系列成果產(chǎn)生了一定的國際影響力，先后受邀在磁學(xué)與磁性材料會議（MMM）、國際材聯(lián)-先進材料會議（IUMRS）、材料科學(xué)與技術(shù)會議（MS&T）以及歐洲材料學(xué)會秋季年會（EMRS）等重要國際會議上做邀請報告。

本篇電控磁效應(yīng)為主題的綜述論文發(fā)表于《材料科學(xué)進展》（87, 33-82, 2017），該期刊是國際材料科學(xué)研究領(lǐng)域的綜述性學(xué)術(shù)期刊，主要刊登在材料科學(xué)與工程某一研究領(lǐng)域最新研究進展的權(quán)威性評述論文，每年出版6-8期，每期1-3篇文章（每一篇論文的印刷頁通常超過50頁），2016年影響因子為31.08。論文第一作者和通訊作者均為宋成，合作作者包括材料學(xué)院教授潘峰、材料學(xué)院2011級博士畢業(yè)生崔彬（現(xiàn)為德國洪堡博士后）、材料學(xué)院2013級博士生李凡和材料學(xué)院2014級碩士生周向俊。相關(guān)研究工作受國家基金委和科技部項目支持。

論文鏈接：

http://dx.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.02.002

供稿：材料學(xué)院 編輯：田心