項(xiàng)目名稱(chēng)：復(fù)雜電子體系的超敏量子調(diào)控首席科學(xué)家：沈健(參考版)
2025-07-03 10:52本頁(yè)面
【正文】 16 / 16。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。我們將開(kāi)展制作小尺度復(fù)雜電子體系結(jié)構(gòu)的納米加工技術(shù)的研究，研究加工的精確可控性，探索不同光刻膠的曝光、顯影特性。 研究復(fù)雜電子體系的微納加工與新型電子器件 復(fù)雜電子體系空間尺度縮小到電子相分離的尺度后，將出現(xiàn)一系列新穎物理現(xiàn)象，有望被推廣到增強(qiáng)量子調(diào)控能力的電子器件應(yīng)用中，但是材料體系的復(fù)雜性對(duì)微加工提出苛刻要求，因此這方面的研究在國(guó)際上還處于起步階段。雖然這種鐵磁交換只會(huì)直接作用于復(fù)雜體系表面層的原子，但只要復(fù)雜體系薄膜足夠薄（小于鐵磁交換長(zhǎng)度），就能夠通過(guò)這種交換作用有效調(diào)控體系局部的自旋序。為了解決這一問(wèn)題，本項(xiàng)目將研究利用鐵磁交換作用影響復(fù)雜電子體系的自旋序。 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(duì)于復(fù)雜電子體系，外磁場(chǎng)通過(guò)調(diào)節(jié)電子自旋序控制其宏觀物性，但通常只有強(qiáng)磁場(chǎng)才能實(shí)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(shí)際應(yīng)用的磁場(chǎng)感應(yīng)材料。利用這一新穎的體系，我們就能系統(tǒng)地研究通過(guò)襯底引入的全局應(yīng)力場(chǎng)對(duì)薄膜物性的影響。 研究可控應(yīng)力場(chǎng)對(duì)復(fù)雜電子體系物性調(diào)控 龐電阻、龐磁阻、高溫超導(dǎo)和金屬絕緣體相變，這些目前仍然沒(méi)有完全理解卻非常有應(yīng)用前景的材料，都能受外加應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)烈影響。但目前對(duì)電場(chǎng)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。如果采用超晶格外延生長(zhǎng)合成化學(xué)有序的薄膜，就可以與類(lèi)似條件生長(zhǎng)的具有隨機(jī)摻雜分布的薄膜相比較，深入理解化學(xué)有序性對(duì)物性進(jìn)行的調(diào)制。將薄膜生長(zhǎng)與相應(yīng)的物性測(cè)量以及理論解釋相結(jié)合，獲取一套帶有普適性的利用調(diào)制晶體結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)控宏觀物性的方法。我們將在外延生長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)選取不同的襯底晶面控制薄膜的晶體取向、通過(guò)襯底晶格的大小以及對(duì)稱(chēng)性來(lái)控制薄膜的晶格常數(shù)、鍵角以及晶體對(duì)稱(chēng)性；研究晶體結(jié)構(gòu)的改變對(duì)電子自旋耦合和躍遷幾率、體系的宏觀磁性和電輸運(yùn)性質(zhì)的調(diào)控。我們將設(shè)計(jì)和制備新穎的小尺寸復(fù)雜氧化物樣品結(jié)構(gòu)，研究復(fù)雜氧化物體系在小尺度下與電子相分離相關(guān)的呈展現(xiàn)象、電子相分離與宏觀電輸運(yùn)的關(guān)聯(lián)性；研究關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)特性：呈展效應(yīng)——也就是多能量自由度的合作協(xié)同引起的超過(guò)它們各自簡(jiǎn)單相加的奇特效應(yīng)；研究復(fù)雜材料內(nèi)稟的每一層次的關(guān)聯(lián)特征長(zhǎng)度和分離各個(gè)特征關(guān)聯(lián)的可能性；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(duì)其物性的影響。2015年度進(jìn)一步深化對(duì)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(shí)現(xiàn)原創(chuàng)性的原型電子器件。并在此基礎(chǔ)上，把表面的鐵磁金屬米結(jié)構(gòu)做成有序陣列，設(shè)計(jì)出一些特定的結(jié)構(gòu)來(lái)控制復(fù)雜電子體系的宏觀自旋序。研究復(fù)雜氧化物界面的二維超導(dǎo)體系（例如LaAlO3/SrTiO3）、拓?fù)浣^緣體表面以及拓?fù)浣^緣體/超導(dǎo)體界面、有機(jī)/無(wú)機(jī)半導(dǎo)體界面等復(fù)雜低維體系的新奇現(xiàn)象，探索外場(chǎng)（電場(chǎng)、光場(chǎng)等）調(diào)控的可能。利用低溫超高真空STMAFM 聯(lián)用系統(tǒng)對(duì)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(yùn)特性。以復(fù)雜氧化物為重點(diǎn)，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(zhǎng)規(guī)律和相圖。2012年度全面展開(kāi)對(duì)復(fù)雜電子體系中的序競(jìng)爭(zhēng)及其誘導(dǎo)的新現(xiàn)象的研究。并將電子相分離研究對(duì)象從LaPrCaMnO3拓展到更多的復(fù)雜氧化物，進(jìn)一步篩選出更多具備超敏量子調(diào)控性能的材料。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
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