項目名稱：復(fù)雜電子體系的超敏量子調(diào)控首席科學(xué)家：沈健(編輯修改稿)
2025-07-27 10:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 能夠同時改變晶體結(jié)構(gòu)的形狀，使得通過外加應(yīng)力來調(diào)控溝道中的錳氧化物材料成為可能，從而實現(xiàn)應(yīng)力誘導(dǎo)相變導(dǎo)致的溝道電阻變化。 c) 材料表征 對于上述各種材料，根據(jù)所要進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。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。 d) 微加工和器件制備 本項目的許多研究內(nèi)容都涉及到對樣品進行微米至納米尺度的微加工。中科院微電子所以及本項目的相關(guān)課題組具有各類進行微加工所需要的設(shè)備如電子束曝光（EBL）、反應(yīng)離子束刻蝕（RIE）、聚焦離子束刻蝕（FIB）等，同時各課題組成員都具有進行樣品微加工的多年的經(jīng)驗積累，通過摸索微加工工藝，最終得到開展后續(xù)實驗所需的進行微加工的樣品。 e) 物性測試 在所得到的樣品上利用各課題組已有的測試手段以及各依托單位的公用設(shè)備，在特定條件下（極低溫、強磁場、極高壓）進行霍爾電阻、隧道譜、磁阻、SQUID、比熱、光譜、亞微米量級的激光掃描共聚焦熒光顯微光譜等各項與有序量子態(tài)所表現(xiàn)出的物性相關(guān)的實驗，得到與量子有序態(tài)相關(guān)的物理信息。通過比對不同樣品、不同條件下的實驗結(jié)果，總結(jié)出量子有序態(tài)在外部條件影響下發(fā)生變化的規(guī)律，找出對量子有序態(tài)起重要作用的參量，進而理解不同系統(tǒng)中量子有序態(tài)受到某些特定條件的影響下所發(fā)生的變化過程和物理機理，掌握其規(guī)律，探索出對量子有序態(tài)進行調(diào)控的新思路、新方法。 f) 理論分析和理論模擬 理論成員將積極配合實驗組,在兩方面開展理論研究：(1) 針對實驗中提出的問題和觀測到的現(xiàn)象，進行理論分析，構(gòu)造理論模型及進行理論模擬，從而獲得深入的理解以推動相關(guān)實驗的開展； (2) 開展理論的前瞻性研究，從理論基礎(chǔ)，新現(xiàn)象預(yù)言，實驗方案設(shè)計等方面為實驗工作開展方向提供參考。 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。通過PLD, CVD，懸浮區(qū)法，自助熔劑法，磁控濺射、MBE 等多樣材料生長的方法，制備高質(zhì)量石墨烯、復(fù)雜材料低維界面等各類物理體系樣品。摸索復(fù)雜氧化物的微納加工技術(shù)，利用光刻、電子束刻蝕和聚焦離子束刻蝕相結(jié)合的方法，將各種復(fù)雜氧化單晶薄膜制備成從幾微米到幾十納米的各種小尺度結(jié)構(gòu)，研究空間束縛效應(yīng)對其物性的影響。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一步探索30納米線寬的圖形刻蝕技術(shù)。并將電子相分離研究對象從LaPrCaMnO3拓展到更多的復(fù)雜氧化物，進一步篩選出更多具備超敏量子調(diào)控性能的材料。發(fā)展計算復(fù)雜電子體系表面電子結(jié)構(gòu)和輸運性質(zhì)的新方法，復(fù)雜電子體系由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，原有的基于平衡態(tài)的電子結(jié)構(gòu)計算和基于線性響應(yīng)理論電導(dǎo)理論都需要改進。2012年度全面展開對復(fù)雜電子體系中的序競爭及其誘導(dǎo)的新現(xiàn)象的研究。將篩選出的材料在外延生長時，通過選取不同的襯底晶面控制薄膜的晶體取向、通過襯底晶格的大小以及對稱性來控制薄膜的晶格常數(shù)、鍵角以及晶體對稱性；研究晶體結(jié)構(gòu)的改變對電子自旋耦合和躍遷幾率、體系的宏觀磁性和電輸運性質(zhì)的調(diào)控，研究超晶格形成的維度調(diào)控對物性的影響。以復(fù)雜氧化物為重點，深入研究薄膜晶體結(jié)構(gòu)與襯底結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出復(fù)雜氧化物外延薄膜生長規(guī)律和相圖。
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