阿拉木图材质所开办二零一五年电子自旋相关物理化学特性研究商讨会,全新3D飞米超导量比干涉器件问世

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2016年12月30日,电子自旋相关物理化学特性研讨会暨中国科学院卢嘉锡国际团队年会在中科院宁波材料技术与工程研究所举行。本次会议是中科院王宽诚率先人才计划“纳米结构中自旋相关的新奇物理化学特性研究”卢嘉锡国际团队首次年会。

在中科院战略性先导B类专项等国家重大项目的支持下,中科院超导电子学卓越创新中心在纳米超导量子干涉器件(nanoSQUID)研究上取得重要进展。中科院上海微系统研究所研究员、超导实验室主任王镇,副研究员陈垒等发明并研制了一种全新的3D
nanoSQUID器件,相关研究成果日前发表于《纳米通讯》。

新加坡国立大学教授吴义宏与日本国立材料研究所研究员廖梅勇分别作了题为Spin
Hall Magnetoresistance in FeMn/Pt Layered
Structures
科学,和“半导体金刚石光电子和MEMS”报告。宁波材料所的6位团队成员围绕电子自旋调控、光电转换、催化转化方向汇报了各自的创新研究成果,16位来自宁波材料所的年轻科研工作者与研究生也以墙报的形式展示了各自工作进展。会议期间,报告人与听众进行了广泛的交流、讨论。

NanoSQUID是基于SQUID发展起来的一种新型超导器件,它通过现代微纳加工技术将SQUID的超导环缩小到纳米级别,构成极端灵敏的微观自旋探测器,理论上可以达到测量单电子自旋的灵敏度。此前的nanoSQUID器件由于普遍采用2D平面结构,很难形成理想约瑟夫森微桥结,从而存在临界电流—磁通调制深度较低的问题,限制了器件的灵敏度。

“卢嘉锡国际团队”项目于2015年,由中科院调整优化“人才培养引进系统工程”设立;重点支持院内致力于科学和技术原创的领军人才,鼓励他们与海外优秀人才组建团队,促进国际合作和青年人才培养。宁波材料所“纳米结构中自旋相关的新奇物理化学特性研究”创新国际团队在2016年成功入选该项目,是研究所继2008年“功能氧化物材料与应用”创新国际团队之后第二个入选该项目的团队。

该研究团队通过自主创新研究,利用中科院超导电子学卓越中心的一流超导器件工艺平台,在国际上首次制备成功Nb基
3D
nanoSQUID器件,获得了较理想的约瑟夫森效应,磁通调制深度高达45.9%。同时,该器件在0.5
T的平行磁场环境下仍然可以正常工作,完全满足X-band自旋磁共振条件,为Nb基
nanoSQUID在单电子自旋探测应用迈出了重要的一步,获得国际审稿人“解决了该领域二十多年的难题,有望实现nano-SQUID的革命性突破”的高度评价。

(原载于《中国科学报》 2016-11-30 第1版 要闻)

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