复合势垒层多铁隧道结中磁电耦合机制及界面调控研究

项目名称： 复合势垒层多铁隧道结中磁电耦合机制及界面调控研究

项目编号： No.51272072

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 潘瑞琨

作者单位： 湖北大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 多铁隧道结由于其独特的磁电耦合效应和优异的存储功能，在多态存储器领域有着很好的应用前景。但现有单相多铁材料的居里温度过低或者磁电耦合效应不强，限制了多铁隧道结的应用开发。本项目拟采用激光分子束外延方法，结合表面微加工技术，研制铁电/铁磁复合势垒层的多铁隧道结；应用能带工程设计方法实现多个界面的能带结构匹配设计，研究界面势垒层特征参数及势垒层逆压电效应对电子自旋输运的作用规律，建立多铁隧道结中自旋输运的理论模型，探索自旋输运的调控机理和方法；研究多个界面的电子结构、应力分布以及势垒特征参数对磁电耦合效应的影响，探索磁电耦合增强的技术手段和调控机理；阐明隧道结的微观结构、界面特性与其存储特性的关联，实现多铁隧道结的低功率电写入和非破坏磁读取功能。本项目的研究成果将有助于进一步认识多铁隧道结的自旋输运和磁电耦合机制，对于开发新型隧道结存储器件也具有很好的实际意义。

中文关键词： 多铁隧道结；界面势垒层；外延薄膜；磁电耦合；

英文摘要： Multiferroic tunneling junction has a good potential application in multi-states memories due to its unique magnetoelectric coupling effect and excellent storage function. Because of low Curie temperatures and/or weak magnetoelectric coupling effect in single-phase multiferroic materials, multiferroic tunneling junction is limited to the application. For this motivation,multiferroic tunneling junction with composite barriers of ferroelectric/ferromagnetic layers will be studied in this proposal. Tunneling junctions with ferroelectric/ferromagnetic barriers will be prepared by using laser molecular beam epitaxy technology and MEMS technology. Energy bands will be designed to match the energy band structures of these interfaces. The effects of the characteristic parameters and converse-piezoelectric effect of the interfaces on the spin transport will be researched. A model will be given to investigate the technique and mechanism of controlling the spin transport.The impacts of electric structure,stress and characteristic parameters of the barriers upon the magnetoelectric coupling will be studied to explore the method and mechanism of strengthening such coupling. The realtions among the stuctures,intefaces properties and storage properties of the junction will be clarified. The functions of low-power electric wri

英文关键词： Multiferroic tunneling junction；interface barrier；epitaxial films；magnetoelectric coupling；