【信息与量子学术沙龙】第13期-王新河


 

报告题目:基于谷电子Zeeman型有效磁场的新型自旋操控机制

报告时间2019910日,上午1000

报告地点:沙河校区,通信楼725

报告人:王新河 博士

 

报告人简介:

王新河,20127月及20181月毕业于清华大学物理系分别获得理学学士和理学博士学位。现为北京航空航天大学微电子学院高精尖项目博士后,入选2018年国家“博士后创新人才支持计划”。主要研究方向:基于一维碳纳米管材料的量子点机械振子及基于二维材料的自旋操控。主持国家自然科学基金青年基金,博士后基金面上项目。发表SCI论文7篇,发明专利授权12项,主要从事低维材料电子学及自旋电子学器件研究。

 

报告摘要:

自旋电子学的中心任务是如何高效地操控自旋输运。存在于材料中的有效磁场是实现自旋操控的重要机制。例如在单层过渡金属硫族化合物 (TMDs) 体系中,Rashba场被广泛地用来实现电控自旋。Rashba场方向位于材料面内,且与电子运动方向垂直。然而我们注意到,TMDs体系中自旋轨道耦合还会使能谷发生劈裂,引起一个方向在面外的Zeeman有效磁场(Valley Zeeman field),其与电子运动方向无关,可达百特斯拉。但Valley Zeeman field在自旋操控方面的能力目前还未被揭示,其与Rashba field各个特征的互补性则预示着全新的自旋操控机制。鉴于此,我们基于新发展的二维材料洁净转移技术,构建了二维材料纵向自旋阀结构,探索了Valley Zeeman field对自旋输运的操控。它可以促成面内自旋的进动乃至翻转,门电压可调的谷Zeeman场为我们提供了全新的自旋操控策略。例如新型vertical spin transistor,在单层(~0.6nm)材料的输运距离内即可实现自旋翻转。进一步,基于Valley Zeeman fieldRashba field的协同调控,可构建可编程的自旋存储器件(Programmable SOT-MRAM),为探索低功耗的存算一体(Processing in memory)提供新的思路。

此外,我还将介绍一点在碳纳米管量子点机械振子的工作。操纵材料中的单量子态是面向下一次人类科技革命的热点问题,而纳米机械振子体系则有助于实现这个目标。碳纳米管机械振子高达MHzGHz量级的谐振频率使实现热平衡下的声子基态(Phononic ground state)成为可能。我们基于新的碳纳米管定点转移技术,实现了具有高可调谐性能,高品质因子,单模GHz机械振子。我们将尝试探讨高频振子在诸如单自旋操控,混合量子体系构建等方面的前景。