自旋量子材料与器件团队

团队负责人:吴昊

职务/职称

◆ 松山湖材料实验室特聘研究员,博士生导师,自旋量子材料与器件团队负责人
◆ 邮箱: wuhao1@sslab.org.cn

研究方向

◆ 自旋轨道力矩效应及其器件,基于量子材料(如拓扑绝缘体)的异质结构及器件,磁性绝缘体异质结构中的磁子输运性质,磁性斯格明子和反铁磁自旋电子学等。

学习/工作经历

◆ 2012年获得兰州大学学士学位
◆ 2017年获得中科院物理所博士学位
◆ 2017-2021年在美国加州大学洛杉矶分校从事博士后研究
◆ 2021年7月加入松山湖材料实验室,组建自旋量子材料与器件团队

主要成果/荣誉

◆ 在Nature Electron., Nature Commun., Science Advances, Phys. Rev. Lett., Adv. Mater., Nano Lett. 等国际知名学术期刊发表论文七十余篇,引用一千六百余次
◆ 欧洲先进材料协会IAAM青年科学家奖(2021) 、Elsevier期刊杰出审稿人(2018)、中国科学院朱李月华优秀博士生奖(2017)等荣誉

团队成员

副研究员:

张静:副研究员,硕士生导师。2013年毕业于中国石油大学材料物理系,2019年获中科院物理研究所理学博士学位,2019年至2021年在北京航空航天大学集成电路科学与工程学院从事博士后研究工作。2021年9月加入自旋量子材料与器件团队。主要从事氧化物多层膜界面耦合及氧化物自旋电子学材料与器件研究,在Nature Communications, Physical Review B, Nanoscale, Applied Physics Letters 等国际重要期刊上发表学术论文20余篇。(邮箱:zhangjing@sslab.org.cn)

行政助理:

林秀婷:2021年6月毕业于暨南大学国际贸易与经济系,2022年5月入职自旋量子材料与器件团队。(邮箱:linxiuting@sslab.org.cn)

博士后:

郭雅琴:2022年6月博士毕业于北京师范大学,2022年7月入职自旋量子材料与器件团队博士后。研究方向:拓扑反铁磁自旋电子学研究。(邮箱:guoyaqin@sslab.org.cn)

张   旭:2022年6月博士毕业于兰州大学,2022年7月入职自旋量子材料与器件团队博士后。研究方向:拓扑自旋电子器件的研究。(邮箱:zhangxu@sslab.org.cn)

联培博士生:

黄   治,研究方向:反铁磁自旋电子学

龚千寻,研究方向:电压调控的自旋电子器件

联培硕士生:

李庆超,研究方向:二维自旋电子材料与器件

姜淇升,研究方向:自旋动力学实验研究

 

团队简介

团队从事自旋量子材料与器件研究,专注于基于量子材料体系探索与开发下一代低功耗与高速度的自旋运算、存储与传感器件。研究方向包括:自旋轨道力矩效应及其器件、基于拓扑材料的异质结构及器件、强关联氧化物自旋电子学、拓扑磁性结构和反铁磁自旋电子学等。

研究团队具有一流的材料制备与表征平台,微加工与器件平台,以及电学、磁学和光学测试平台。具有高真空磁控溅射、脉冲激光沉积和分子束外延等薄膜制备手段;紫外/电子束曝光、激光直写、电子束曝光和离子束刻蚀等微加工平台;以及PPMS、SQUID、FMR、MOKE显微镜、AFM/MFM等磁学和电学测试平台。

 

 

 

代表性论文

  1. H. Wu, H. Zhang, B. Wang, F. Groß, C. Yang, G. Li, C. Guo, H. He, K. Wong, D. Wu, X. F. Han, C. Lai, J. Gräfe, R. Cheng, and Kang L. Wang, Current-induced Néel order switching facilitated by magnetic phase transition, Nature Communications 13, 1629 (2022).
  2. H. Wu, A. Chen, P. Zhang, H. He, J. Nance, C. Guo, J. Sasaki, T. Shirokura, P. Hai, B. Fang, S. Razavi, K. Wong, Y. Wen, Y. Ma, G. Yu, G. P. Carman, X. Han, X. Zhang, and K. L. Wang, Magnetic memory driven by topological insulators, Nature Communications 12, 6251 (2021).
  3. H. Wu, L. Huang, C. Fang, B. S. Yang, C. H. Wan, G. Q. Yu, J. F. Feng, H. X. Wei, and X. F. Han, Magnon valve effect between two magnetic insulators, Physical Review Letters 120, 097205 (2018). (Highlighted as “Featured in Physics” and “Editor’s Suggestion”)
  4. H. Wu, P. Zhang, P. Deng, Q. Lan, Q. Pan, S. A. Razavi, X. Che, L. Huang, B. Dai, K. Wong, X. F. Han, and K. L Wang, Room-Temperature Spin-Orbit Torque from Topological Surface States, Physical Review Letters 123, 207205 (2019).
  5. H. Wu, F. Groß, B. Dai, D. Lujan, S. A. Razavi, P. Zhang, Y. Liu, K. Sobotkiewich, J. Förster, M. Weigand, G. Schütz, X. Li, J. Gräfe, and K. L. Wang, Ferrimagnetic skyrmions in topological insulator/ferrimagnet heterostructures, Advanced Materials 32, 2003380 (2020).
  6. H. Wu, Y. Xu, P. Deng, Q. Pan, S. A. Razavi, K. Wong, L. Huang, B. Dai, Q. Shao, G. Yu, X. F. Han, J. Rojas-Sánchez, S. Mangin, and K. L. Wang, Spin-Orbit Torque Switching of a Nearly Compensated Ferrimagnet by Topological Surface States, Advanced Materials 31, 1901681 (2019).
  7. H. Wu, J. Nance, S. A. Razavi, D. Lujan, B. Dai, Y. Liu, H. He, B. Cui, D. Wu, K. Wong, K. Sobotkiewich, X. Li, G. P. Carman, and K. L. Wang, Chiral symmetry breaking for deterministic switching of perpendicular magnetization by spin-orbit torque, Nano Letters 21, 515 (2021)
  8. H. Wu, S. A. Razavi, Q. Shao, X. Li, K. Wong, Y. Liu, G. Yin, and K. L. Wang, Spin-orbit torque from a ferromagnetic metal, Phys. Rev. B 99, 184403 (2019).
  9. J. Zhang; Z. Zhong; X. Guan; X. Shen; J. Zhang; F. Han; H. Zhang; H. Zhang; X. Yan; Qi. Zhang; L. Gu; F. Hu; R. Yu; B. Shen; J. Sun; Symmetry mismatch-driven perpendicular magnetic anisotropy for perovskite brownmillerite heterostructures, Nature Communications. 9, 1923 (2018).
  10. H. Wu, C. H. Wan, X. Zhang, Z. H. Yuan, Q. T. Zhang, J. Y. Qin, H. X. Wei, X. F. Han, and S. Zhang, Observation of magnon-mediated electric current drag at room temperature, Phys. Rev. B 93, 060403(R) (2016).
  11. H. Wu, X. Zhang, C. H. Wan, B. S. Tao, L. Huang, W. J. Kong, and X. F. Han, Hanle magnetoresistance: The role of edge spin accumulation and interfacial spin current, Phys. Rev. B 94, 174407 (2016).
  12. H. Wu, C. H. Wan, Z. H. Yuan, X. Zhang, J. Jiang, Q. T. Zhang, Z. C. Wen, and X. F. Han, Observation of pure inverse spin Hall effect in ferromagnetic metals via FM/AFM exchange-bias structures, Phys. Rev. B 92, 054404 (2015).
  13. Q. Shao, H. Wu, Q. Pan, P. Zhang, L. Pan, K. Wong, X. Che, and K. L. Wang, Room Temperature Highly Efficient Topological Insulator/Mo/CoFeB Spin-Orbit Torque Memory with Perpendicular Magnetic Anisotropy, 2018 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 36.3. 1-36.3. 4. (Co-first author)
  14. D. Bhattacharya, S. Razavi, H. Wu, B. Dai, K. L. Wang, and J. Atulasimha, Experimental creation and annihilation of nonvolatile magnetic skyrmions using voltage control of magnetic anisotropy and no external magnetic field, Nature Electronics 3, 539 (2020).
  15. S. Peng, D. Zhu, W. Li, H. Wu, A. J. Grutter, D. A. Gilbert, J. Lu, D. Xiong, W. Cai, P. Shafer, K. L. Wang, and W. Zhao, Exchange bias switching in an antiferromagnet/ferromagnet bilayer driven by spin-orbit torque, Nature Electronics 3, 757 (2020).
  16. S. A. Razavi, H. Wu, Q, Shao, C. Fang, B. Dai, K. Wong, X. F. Han, G. Yu, and K. L. Wang, Deterministic spin–orbit torque switching by a light-metal insertion, Nano Letters 20, 3703 (2020).
  17. S. Tu, T. Ziman, G. Yu, C. Wan, J. Hu, H. Wu, H. Wang, M. Liu, C. Liu, C.Guo, J. Zhang, M. A. Cabero Z., Y. Zhang, P. Gao, S. Liu, D. Yu, X. Han, I. Hallsteinsen, D. A. Gilbert, P. Wölfle, K. L. Wang, J. Ansermet, S. Maekawa, and H Yu, Record thermopower found in an IrMn-based spintronic stack, Nature Communications. 11, 2023 (2020). (Co-first author)
  18. G. Yu, P. Upadhyaya, Q. Shao, H. Wu, G. Yin, X. Li, C. He, W. Jiang, X. F. Han, P. Amiri, and K. Wang, Room-temperature skyrmion shift device for memory application, Nano Letters 17, 261 (2016).
  19. Q. Shao, C. Tang, G. Yu, A. Navabi, H. Wu, C. He, J. Li, P. Upadhyaya, P. Zhang, S. A. Razavi, Q. He, Y. Liu, P. Yang, S. Kim, C. Zheng, Y. Liu, L. Pan, R. K Lake, X. Han, Y. Tserkovnyak, J. Shi, K. L. Wang, Role of dimensional crossover on spin-orbit torque efficiency in magnetic insulator thin films, Nature Communications 9, 3612 (2018).
  20. B. Cui, D. Yu, Z. Shao, Y. Liu, H. Wu, P. Nan, Z. Zhu, C. Wu, T. Guo, P. Chen, H. Zhou, L. Xi, W. Jiang, H. Wang, S. Liang, H. Du, K. L. Wang, W. Wang, K. Wu, X.g Han, G. Zhang, H. Yang, G. Yu, Néel-Type Elliptical Skyrmions in a Laterally Asymmetric Magnetic Multilayer, Advanced Materials 33, 2006924 (2021).