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磁性電極無(wú)損轉(zhuǎn)移技術(shù)：開(kāi)啟高性能自旋電子器件新紀(jì)元
2024年02月05日 13:26:58
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：14673
近日，科研團(tuán)隊(duì)在磁性電極無(wú)損轉(zhuǎn)移制備技術(shù)方面取得重要進(jìn)展。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】 在當(dāng)今的科技領(lǐng)域，自旋電子學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科，正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)吸引著全球研究者的目光。自旋電子器件，利用電子的自旋而非電荷來(lái)存儲(chǔ)和傳輸信息，預(yù)示著一場(chǎng)信息技術(shù)的革命。近日，科研團(tuán)隊(duì)在磁性電極無(wú)損轉(zhuǎn)移制備技術(shù)方面取得重要進(jìn)展，這一成就為制造高性能自旋電子器件鋪平了道路。
磁性電極是自旋電子器件中的關(guān)鍵組成部分，它直接影響到器件的性能和效率。傳統(tǒng)的制備方法往往涉及到高溫或者強(qiáng)磁場(chǎng)等條件，這些條件可能會(huì)對(duì)磁性材料造成損傷，從而影響器件的整體性能。因此，開(kāi)發(fā)一種無(wú)損的磁性電極轉(zhuǎn)移技術(shù)，對(duì)于提升自旋電子器件的性能至關(guān)重要。
由兩個(gè)鐵磁電極和非磁性中間層組成的垂直“三明治”結(jié)構(gòu)是自旋電子器件最典型的器件結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)有頂部磁性電極直接沉積過(guò)程中，高動(dòng)能和熱能的電極金屬原子往往會(huì)侵染并損傷非磁性中間層，從而影響器件的性能和可重復(fù)性。為避免金屬電極直接沉帶來(lái)的界面金屬絲滲透和破壞脆弱中間層的問(wèn)題，電極轉(zhuǎn)移技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)依賴(lài)于金屬電極的預(yù)沉積并將其轉(zhuǎn)移到目標(biāo)材料上。然而，目前無(wú)論是濕法還是干法轉(zhuǎn)移技術(shù)都面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。濕法轉(zhuǎn)移過(guò)程使用的溶劑往往會(huì)引入新的雜質(zhì)，造成額外散射中心；干法轉(zhuǎn)移過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)變會(huì)損傷鐵磁電極原本特性。
該研究中，孫向南團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用高模量聚合物支撐薄膜，將鐵磁電極的應(yīng)變限制在極低水平，以確保在轉(zhuǎn)移過(guò)程中鐵磁電極的特性得以保持。該工作成功實(shí)現(xiàn)了鐵磁電極的高質(zhì)量轉(zhuǎn)移，其微觀形貌、電學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)在轉(zhuǎn)移前后均保持不變。通過(guò)這種無(wú)損轉(zhuǎn)移鐵磁電極的方法，構(gòu)建了界面均勻且無(wú)侵染的自旋電子器件，降低了界面處的自旋相關(guān)散射，提高了器件的性能和可重復(fù)性。此外，該技術(shù)還允許精確控制磁性電極的位置和方向，大大提高了自旋電子器件的集成度和可靠性。
無(wú)損轉(zhuǎn)移技術(shù)的開(kāi)發(fā)不僅解決了傳統(tǒng)方法中的損傷問(wèn)題，還為自旋電子器件的設(shè)計(jì)和制造提供了更大的靈活性。這意味著未來(lái)的自旋電子器件可以更加微型化，同時(shí)保持或提升性能。
(資料參考：中國(guó)科學(xué)報(bào))
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