硬核!大连理工教授在Science上发表突破性成果

原标题:硬核!大连理工教授在Science上发表突破性成果

来源 | 募格课堂整理自大连理工大学物理学院、材料圈、中国高校之窗

编辑 | 学术君

一、王译教授在Science上发表重要工作

2019年11月29日,大连理工大学物理学院、三束材料改性教育部重点实验室王译教授与新加坡国立大学Hyunsoo Yang教授,在世界顶级期刊Science (《科学》)上发表重要工作:利用自旋波翻转磁矩实现数据存储与逻辑运算。

遵循摩尔定律飞速发展的现代电子器件尺寸越来越小,芯片中因电荷高速运动和频繁碰撞引发严重发热,不但造成高能耗,同时限制芯片处理速度与集成密度的提高,成为阻碍当前器件发展的一个严重问题。在日常生活中,我们都能切身体会到电子产品耗电、发热而带来的严重不便。

聚焦上述关键科学技术问题,王译教授与新加坡国立大学Hyunsoo Yang教授创新性提出利用自旋波(准粒子:磁振子)来驱动磁矩翻转,实现芯片“0”和“1”的信息存储和逻辑运算,这完全不同于以往通过有热耗散电子自旋注入的传统技术。

自旋波不局限于电子导体,可以以“波”的方式在多种介质中无热耗散、低阻尼、长距离传播自旋信息,重要的是该过程不需要导电电荷参与,因此这种新机制可以从根本上突破传统芯片发热、耗电等瓶颈。

图A-B:磁振子转矩(A)与传统电子自旋转矩(B)对比示意图;图C:磁振子转矩器件光学照片;图D:磁振子转矩驱动NiFe磁矩翻转器件示意图;图E:Bi2Se3/NiO/NiFe器件的自旋转矩铁磁共振测量示意图;图F:磁振子转矩强度与NiO厚度关系;图G:不同厚度NiO器件中磁振子转矩与温度的关系;图H:磁振子转矩效应驱动磁矩翻转磁光克尔成像

在前期工作基础上,他们设计了异质薄膜结构,反铁磁绝缘体NiO作为磁振子高效传输通道,拓扑绝缘体Bi2Se3作为高强度磁振子产生源,开创性利用磁振子转矩效应实现商业广泛应用的NiFe和CoFeB铁磁薄膜自旋磁矩180°翻转。器件在室温下运行,磁振子转矩效应显著,预期通过进一步调控器件,磁振子转矩强度有望进一步增强。

此工作实验证实了自旋波可有效翻转自旋磁矩,开辟了实现低功耗、高速度信息存储和逻辑运算芯片的新途径,必将发展磁振子学新研究方向,激发磁振子器件广泛探索,促进后摩尔时代器件革新。该工作中,我校王译教授为第一作者,成果部分得到大连理工大学人才启动资金的资助。

王译物理学院教授、博士生导师。大连理工大学“星海青千”人才获得者,入选2018年“大连市重点产业紧缺人才”。连续12年从事自旋电子学器件物理及应用研究。目前重点开展自旋轨道矩磁随机存储器的基础应用研究。

王译教授在Science (一作),Physical Review Letters(一作),Nature Communications(一作),Nano Letters(一作),Nature Materials,Nature Nanotechnology,Nature Physics,Advanced Materials等国际著名期刊发表SCI论文24篇。现担任Physics Review Letters, Nano Letters,ACS Nano, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, IEEE Transactions on Magnetic等国际期刊审稿人。

二、90后校友先后发Science和Nature

2018年,大连理工大学也公示过该校校友获得的较为显著的科研成果:90后校友段传成先后在Science和Nature上发表多项成果!

大连理工大学校友、材料科学与工程学院2013届本科毕业生、美国科罗拉多矿业大学先进能源材料课题组段传成博士,作为第一作者,与导师Ryan O’Hayre教授等在Nature发表了课题组在燃料电池领域取得的最新研究成果——一种稳定、抗积碳、抗硫,燃料通用的质子陶瓷燃料电池。

这项研究成果为质子陶瓷燃料电池(PCFC)的进一步科学研究和稳定经济地商业化应用奠定了基础。

图源:大连理工大学校友会

而早在2015年,段传成博士也是以第一作者的身份与导师Ryan O’Hayre教授等课题组成员在Science上还发表了题为“Readily processed protonic ceramic fuel cells with high performance at low temperatures”(易于制备的,并在低温具有高性能的质子陶瓷燃料电池)的研究论文,报道了前期多项研究成果。

三、大连理工大学教授领衔的Science子刊正式成立此外,该校与Science期刊的合作也相对紧密,同样在去年,大连理工大学肖桂山教授领衔的Science子刊正式成立。

由大连理工大学制药科学与技术学院肖桂山教授发起、大连理工大学与上海交通大学共同主办的首届国际癌症大会暨第三届国际癌症代谢与治疗大会第四届肿瘤代谢专业委员会年会于上海成功举办,共有2100位代表参会,其中外宾165人。大连理工大学彭孝军院士、肖桂山教授作为该次大会的主席均参加此次会议,并在大会上进行口头主题汇报。

图源:中国高校之窗

会上,由本次大会主席之一的肖桂山教授领衔主办的Science子刊《Science PJ Metabolism Discovery》成立仪式顺利举行。该杂志由中国医师协会临床精准治疗专业委员会癌症代谢与治疗专业委员会分会牵头,同时美国加州大学洛杉矶分校及大连理工大学作为协助单位协助发行。国内编辑部设在大连理工大学,负责杂志的总运行管理工作。

肖桂山教授主持新杂志发行开幕式,国家肝癌中心主任、国家自然科学基金委医学部主任王红阳院士到会代表中国医师协会致贺词,美国AAAS/Science杂志全球发行总裁Will Schweitzer先生致贺词,由王红阳院士、Will Schweitzer总裁及新SCIENCE杂志子刊主编肖桂山和美国MA安德森癌症研究中心杰出教授James Lu揭幕,并宣布杂志成立发行。

论文链接:https://science.sciencemag.org/content/366/6469/1125

本文来源:募格课堂整理自大连理工大学物理学院、材料圈、中国高校之窗

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