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我校教師在國際重要期刊上發表最新研究成果
信息來源:科研與校企合作部       時間:2020-06-04      瀏覽次數:

6月2日,我校新材料與新能源學院安紅雨副教授作為第一作者和共同通訊作者在國際重要期刊Advanced Functional Materials(《先進功能材料》)上發表了題為“Spin-Torque Manipulation for Hydrogen Sensing”(自旋矩調控用于氫氣檢測)的研究論文。Advanced Functional Materials是涵蓋電子、生物、醫學、物理和工程等不同學科領域材料合成及應用研究的材料學科頂級期刊,最新影響因子為15.621。論文首次研究了新型自旋電子器件在氫氣檢測領域的潛在應用,為研發超高靈敏度氫氣檢測器件提供了理論指導。

論文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202002897

近年來,開發自旋電子器件在科技領域的應用作為一個重要研究方向在國際上備受關注。自旋電子學技術通過調控與操縱電子的自旋和磁矩,實現邏輯運算、數據存儲、磁性傳感等功能,是新一代計算芯片、高速存儲芯片以及精密磁傳感器的核心技術。相比于傳統的微電子器件,基于自旋電子學技術的自旋電子器件能耗更低、工作速度更快。氫能作為純綠色無污染的新能源擁有廣闊的應用前景,已被世界上許多國家納入能源儲備戰略計劃。但氫氣爆炸極限很低,采用高靈敏度氫氣檢測器監測氫氣泄漏至關重要。

這篇論文通過制備鈀/鐵磁體異質結電子器件,采用鐵磁共振檢測方法,首次揭示了鈀吸氫對器件中自旋矩產生效率的影響(如圖1所示)。研究發現,當在放置異質結器件的密閉容器內交替通入氫氣和氬氣時,自旋矩效率有很大變化,并且變化率保持穩定。



1: a.用自旋矩-鐵磁共振檢測方法檢測氫氣對自旋矩效率影響;b.通氫氣或氬氣時鐵磁共振曲線變化; c.反復測試下自旋矩效率變化


在研究中,測量由于鈀吸氫導致的鈀電阻變化和自旋矩效率變化,發現自旋矩效率的變化率是電阻變化率的10倍左右(如圖2所示)。這為控制自旋電子器件中自旋矩的產生提供了一個全新的方法,并為研發超高靈敏度氫氣檢測器件提供了理論指導。



圖2: a和b. 改變鈀金屬薄膜厚度時鐵磁共振曲線變化;c. 吸收氫氣時自旋矩效率變化和電阻變化的對比; d.用鉑替換鈀時,曲線無變化


新材料與新能源學院安紅雨副教授表示,這篇論文旨在研究探索新型自旋電子器件在氫氣檢測領域的潛在應用,通過研究發現,采用自旋電子器件檢測氫氣更加靈敏,可以為開發高靈敏度氫氣檢測器件提供理論指導。



圖文編輯:黨委宣傳部


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