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化学与分子科学学院,在双钙钛矿氧化物薄膜中

9月8日晚, 沈阳材料科学国家实验室在研究生大厦多功能厅举办了今年第二期研究部主任论坛,特邀功能薄膜与界面研究部主任姜辛作了题为“巨磁阻效应的发现-薄膜技术在基础科学研究中的经典案例”的精彩学术报告。本期研究部主任论坛由沈阳材料科学国家实验室主任、中科院院士卢柯主持,国家实验室和金属所200余名师生参加了本次活动。

报告题目: Diamond and Related Composite Films : Synthesis, Properties and Applications

关联电子材料中的磁电阻效应具有重要的物理意义,在自旋电子学、自旋存储和磁传感等领域有着巨大的潜在应用价值。磁电阻效应是指材料的电阻对外磁场的响应,根据响应的不同,可以分为正磁电阻和负磁电阻效应。一般情况下,非磁性半导体或掺杂的磁性半导体材料、非磁性合金半金属(semi-metal)等材料可能表现出正磁阻效应(甚至巨正磁电阻效应),而钙钛矿氧化物铁磁材料由于外加磁场可以导致磁有序,一般表现出负磁电阻效应。虽然通过微结构设计,可能在钙钛矿氧化物中获得正磁电阻效应,但是至今没有在其中发现巨正磁电阻效应。

姜辛在报告中回顾了薄膜技术的发展历程及其相关的若干科学发现,重点讲述了巨磁阻效应的发现过程及其影响和应用。报告内容丰富、新颖,受到了广大师生的热烈欢迎。报告后,姜辛结合自己的亲身经历和理解,就科学理论与技术之间的互动关系、薄膜特别是金属薄膜的未来发展方向、技术手段先进性对科研工作的影响等问题与大家进行了交流和讨论。

报告人:姜辛教授,德国锡根大学机械工程系表面技术与材料工程研究所所长、终身教授、长江学者讲座教授。

南京微结构科学与技术协同创新中心、南京大学固体微结构物理国家重点实验室和现代工程与应用科学学院材料科学与工程系的张善涛教授和周健副教授通过合作,在双钙钛矿亚铁磁性氧化物Sr2CrWO6半金属(half-metal)薄膜中,实现了巨正磁电阻效应。该工作通过脉冲激光沉积法,制备了一系列高质量的Sr2CrWO6薄膜。这些薄膜在低温下表现出厚度依赖的巨正磁电阻效应,厚度越薄,正磁电阻效应越大。其中12纳米厚的薄膜,在2 K和7 Tesla的条件下,正磁电阻达到17200% 。本工作提出了两种可能的物理机制:其一是外加磁场破坏Sr2CrWO6半金属薄膜中的亚铁磁长程有序,导致畴界的增加,而增加的畴界会导致电阻的增大;其二是高质量Sr2CrWO6半金属薄膜中的高载流子迁移率可能对巨正磁电阻有贡献。

“研究部主任论坛”是沈阳材料科学国家实验室的重要系列学术活动之一,主要由各研究部主任介绍科研工作的心得体会及工作进展。本期论坛也是金属研究所研究生部举办的“材料科学研究中的经典案例”系列讲座之一。沈阳材料科学国家实验室今后将陆续举办多次论坛活动。

地点:化学与分子科学学院 化西210会议室

本工作以Giant positive magnetoresistance in half-metallic double perovskite Sr2CrWO6thin films 为题,发表于Science Advances 3, e1701473 。论文的第一作者是现代工程与应用科学学院的博士生张骥,通讯作者是张善涛教授和周健副教授。该工作得到了科技部973计划、国家自然科学基金和南京大学“登峰计划B”的资助,部分实验测试工作得到了中国科学技术大学国家同步辐射实验室和中国科学院强磁场科学中心的支持。

时间:2017年9月12日上午10:00

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内容摘要

图1:Sr2CrWO6薄膜的巨正磁电阻效应

Diamond and related composite films combine advantages of both diamond and the composite component (e.g., β-SiC). They are thus superior materials for a wide range of applications, such as tribological and biological coatings, sensors, windows for harsh environment, and electronic devices etc.

(现代工程与应用科学学院 科学技术处)

In this presentation, our recent processes and achievements in the synthesis, characterization and applications of diamond and related composite films will be presented. The presentation will start from the general introduction of chemical vapor deposition of diamond, SiC and then nanocrystalline diamond/β-SiC composite films. Our recent results will be presented with respect to the control of the crystal quality, conductivity, phase distribution and orientation of both diamond and β-SiC phases in the composite films. The application of these composited films for the fabrication of large surface-area porous diamond networks and porous SiC membranes will be highlighted. The usage of the composite film as cutting tool coating, as the interface for selective protein adsorption, and as the electrochemical sensing material for trace heavy metal detection will be shown. In the end of the presentation, our recent results in using fabricating SiC/graphene nanolaminate, diamond/carbon fibers will be outlined and discussed.

报告人简介

姜辛博士,德国锡根大学机械工程系表面技术与材料工程研究所所长、终身教授、中科院沈阳金属所千人计划特聘专家、长江学者讲座教授、中国科学院沈阳材料科学国家实验室功能薄膜与界面研究部主任、研究员;担任德国国家科学基金委员会、德国洪堡科学基金会、奥地利国家科学基金会、以色列科学基金会、香港城市大学基金委员会等的评审专家;是德国高等教育学会、美国化学学会、美国材料研究学会等学会会员;担任多个国际会议组委会成员,大会主席及国际期刊编委。其研究领域主要包括特殊功能薄膜的生长设计与可控制备、纳米新材料的合成与物性研究、材料界面设计及机理研究、薄膜及纳米新材料的表面功能化。在Science、Journal of American Chemical Society等国际一流期刊发表论文300余篇、出版书及章节7部、国际授权专利12项、国际特邀报告多次。

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