新型磁电阻功能材料及其纳米异质结构中的自旋转移力矩效应和应用

探索和设计一些新型磁电阻功能材料及其纳米异质结构，包括高质量高性能的基于非晶Al-O势垒和单晶MgO(001)势垒的磁性隧道结，并利用磁控溅射制膜技术和纳米加工方法，重点制备出一百至几百纳米尺度的图型化磁性隧道结材料，特别是100纳米环状磁性隧道结或异质结构材料。研究其中的STT自旋转移力矩效应和自旋极化电流驱动磁矩反转或进动的物理机制，研究自旋极化电流和外部磁场对自旋或磁矩进动的调制作用，获得可调控的振荡磁电阻效应。研究自旋纳米振荡器和自旋纳米微波检测器等重要器件的设计原理，推动国内尽快实现一、两种有知识产权的自旋力矩相关器件的研制和应用，以满足国内相关领域的重大需求。

在国家自然科学基金委该项重点基金的资助下，通过该项目相关内容的材料制备和物理研究，2010至2011前两年重点制备出了一百纳米尺度的、高质量的基于非晶Al-O 势垒和单晶MgO(001)势垒的图型化磁性隧道结材料，并进行了系统的磁场和电流独立驱动或者联合驱动磁矩翻转下的磁电性质的实验测量和理论分析研究。..2011至2013年，项目组通过该重点项目50万元设备费和其它渠道经费自筹390万元，己基本完备搭建了带变温系统和磁场系统的真空四探针台高频测量系统。将作为主要测量手段和设备，用于该项目中纳米图型化磁性隧道结和自旋纳米振荡器的自旋转移力矩效应及高频特性测量和物理研究。..2010至2013年通过该项目实施和合作研究，我们已在SCI学术杂志上发表学术论文60余篇，其中在Physical Review B杂志上发表13篇，在Physical Review Letter杂志上发表上1篇，在Applied Physics Letters 杂志上发表6篇，在Journal of Applied Physics 杂志上发表19篇，在J. Magn. Magn. Mater. 和IEEE Trans. Magn.等材料和工程杂志上发表6篇。获相关国际发明专利授权4项，获相关中国发明专利授权15项，新提交中国发明专利9项。有相关国际会议特邀报告24人次，国际会议普通报告26人次，国内特邀报告9人次。按预定计划完成了研究任务。