中国科学院物理研究所
磁学国家重点实验室
M03


  研究背景及意义  
      现代科技的飞速发展,航天航空、国防等高科技领域日趋激烈的国际竞争,以及经济高速发展所带来的能源问题,对材料科学、信息科学、能源科学提出了新要求,探索新量子物态,寻求面向未来的新材料、新信息载体、新调控方法和传播机制是我们面临的新使命。
   突破自然材料限制,进行新物质状态设计是当前凝聚态物理研究的特点和发展趋势。以往成功的人工结构设计主要集中于半导体、金属/合金体系。氧化物体系具有金属/合金、常规半导体所没有的一些重要特征,如多种自由度、多种竞争机制,不同类型的有序-无序转变,自由度间的耦合及不同物理过程的相互交织,为新物质科学规律的探索提供了广阔的空间,复杂氧化物人工结构/量子受限体系的设计及量子效应研究已经成为当前凝聚态物理研究的前沿热点。在这一类体系中产生了迄今为止最大的磁电阻效应、最大的隧道磁电阻效应、最强的磁铁电耦合以及最高的超导转变温度,在强关联氧化物异质界面上发现了只在常规半导体中才有的二维电子气及一系列新颖量子现象,在Mott绝缘体异质界面上发现了反常超导现象等。
  我们希望,利用已有知识及先进的制备及分析技术,在分子、原子乃至电子层次上进行新材料、新物理过程的人工设计,打破自然材料的限制,探索新量子物态、新信息载体、新调控方法和新的信息传播机制,通过本课题的研究达到以下目标:阐明量子序的变化对于电子输运、磁铁电特性和磁热效应的影响与上述过程的控制途径;阐明自旋电子运动规律;探索自旋电子的最佳控制途径,自旋电子/电流和物质之间的相互作用以及相关效应;在磁电、磁热等研究领域无论是新机理探索还是新材料设计等方面都能取得突破性进展。