【正文】 響，一直是強關(guān)聯(lián)物理界關(guān)注的重要問題之一。現(xiàn)在復(fù)雜電子體系的制備加工水平基本處于微米尺度，針對納米級小尺度復(fù)雜電子體系結(jié)構(gòu)制備、加工、測量，還存在諸多問題需要解決。引入鐵磁交換作用的有效辦法就是在復(fù)雜電子體系的清潔表面原位生長鐵磁金屬的納米結(jié)構(gòu)，并通過鐵磁金屬原子與復(fù)雜電子體系的帶磁矩的原子的交換作用，來控制體系的自旋序。 研究人工合成方法控制復(fù)雜電子體系構(gòu)型及其物性調(diào)控 由于電子關(guān)聯(lián)作用，復(fù)雜電子體系的構(gòu)型，包括晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)有序都會對宏觀物理性質(zhì)有巨大的影響。利用鋁膜輔助電子束刻蝕技術(shù)和聚焦離子束刻蝕制備亞100納米線寬的圖形，在此基礎(chǔ)上利用原子力顯微鏡進(jìn)一步探索30納米線寬的圖形刻蝕技術(shù)。 b) 復(fù)雜材料體系的呈展現(xiàn)象 我們將設(shè)計如下圖所示的可控激勵的新器件。建立起一支在國際上相關(guān)研究領(lǐng)域具有影響力的學(xué)術(shù)團(tuán)隊。 同時為研究和應(yīng)用此類現(xiàn)象發(fā)展出新技術(shù)、新方法，力爭在若干關(guān)鍵科學(xué)取得突破，并開發(fā)出基于復(fù)雜電子體系的新型多功能電子器件。 5) 探索出與現(xiàn)有CMOS工藝兼容的復(fù)雜氧化物及石墨烯材料制備加工技術(shù)，包括采用電子束光刻技術(shù)制備亞微米/納米結(jié)構(gòu)、精確可控的納米尺度等離子體刻蝕技術(shù)等，實現(xiàn)500100nm的復(fù)雜氧化物圖形化，制備石墨烯以及氧化物異質(zhì)結(jié)納米帶、納米點。但如果用外延方法將單層的LaMnO3和單層CaMnO3換層堆積成超晶格結(jié)構(gòu)，則該超晶格體系就成了Ca2+。 四、年度計劃2011年度制備高質(zhì)量樣品，摸索微納加工技術(shù)，以研究空間尺度效應(yīng)對不同量子序的特征長度及相互關(guān)聯(lián)的影響，建立局域受限后的過渡族金屬復(fù)雜氧化物的輸運特性的理論模型。2015年度進(jìn)一步深化對以上復(fù)雜電子體系中的量子態(tài)調(diào)控的研究， 并基于前4年的研究進(jìn)展，初步實現(xiàn)原創(chuàng)性的原型電子器件。 研究表面納米磁性陣列結(jié)構(gòu)的鐵磁交換作用控制復(fù)雜電子體系的物性 對于復(fù)雜電子體系，外磁場通過調(diào)節(jié)電子自旋序控制其宏觀物性，但通常只有強磁場才能實現(xiàn)電子自旋序的調(diào)控，這就使復(fù)雜電子材料很難成為實際應(yīng)用的磁場感應(yīng)材料。以及復(fù)雜金屬氧化物等材料的納米結(jié)構(gòu)的干法刻蝕工藝的精確可控研究；多步刻蝕工藝制備不同剖面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜電子體系納米結(jié)構(gòu)的工藝研究。但目前對電場等外界微擾如何局域地影響系統(tǒng)宏觀性質(zhì)尚缺乏理解。利用低溫超高真空STMAFM 聯(lián)用系統(tǒng)對所制備的石墨烯器件進(jìn)行研究，探索其在應(yīng)力作用下的量子輸運特性。同時把所得到的結(jié)果反饋回樣品生長和微、納加工人員，以摸索最佳樣品制備條件，不斷完善，最終得到符合要求的樣品。實現(xiàn)復(fù)雜電子系統(tǒng)的樣品制備和研究其超敏量子調(diào)控是本項目的重點，具體研究方案的確定也將圍繞這方面展開。實現(xiàn)利用外界磁場、電場、應(yīng)力場對復(fù)雜氧化物電輸運和磁性質(zhì)的超敏控制。五年具體目標(biāo)如下： 1) 獲得復(fù)雜氧化物的尺寸效應(yīng)及在臨界點的相變特性。 對于復(fù)雜氧化物的空間受限體系的研究，我們將以分子束外延和脈沖激光分子束外延所生長的單晶薄膜為基點，利用各種微、納加工方法，構(gòu)造尺度可控的受限體系，發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象，并通過化學(xué)摻雜、應(yīng)力、柵控電場、鐵磁交換作用等，調(diào)制體系的各種量子序極其共存態(tài)，讓體系能最敏感地響應(yīng)外界物理參數(shù)的改變。 c) 材料表征 對于上述各種材料，根據(jù)所要進(jìn)行的測試以及開展后續(xù)工作所需的要求，使用相應(yīng)的常規(guī)樣品表征手段如XRD、SEM、TEM、STM、AFM、電阻率、遷移率、磁阻、磁矩測量等進(jìn)行表征，研究樣品表面及內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)和相關(guān)物性。針對所要研究的物理問題與相應(yīng)的檢測手段設(shè)計并制備高品質(zhì)的石墨烯器件，研究外界電場磁場作用下的石墨烯中量子輸運行為