人工電子材料與技術團隊目前現有教授2人（均為陝西省高層次人才、9455澳门新葡萄翺翔海外學者），副教授2人，博士後1人，科研助理1人，在讀研究生2人。主要針對非自然存在的自旋電子材料，通過特殊結構設計，從中獲取可控的奇異特性，為智能電子系統提供小尺寸、低功耗、快速處理和非易失性等優點集于一身的載體。詳情請訪問研究組主頁：http://lab-artist.com/about_team.html。具體成員及研究方向如下：
課題組成員
章文教授
Email: zhang.wen@nwpu.edu.cn
Webpage: https://teacher.nwpu.edu.cn/zhangwen
黃炳鈞教授
Email: pingkwanj.wong@nwpu.edu.cn
Webpage: https://teacher.nwpu.edu.cn/pkjwong
蔣盛副教授
Email: jiangsheng@nwpu.edu.cn[
謝謝]
Webpage: https://teacher.nwpu.edu.cn/jiangsheng
Iltaf Muhammad 博士後
Email: iltaf.muhammad@nwpu.edu.cn
Webpage: https://teacher.nwpu.edu.cn/m/2020054004
研究生：
蒿玉心（2020級），韓亞卓（2020級）
科研助理：
李潤傑
1. 人工磁體及自旋電子結構
二維層狀晶體——由于其具有大部分三維材料所不具備的新穎的光、電、磁特性——而受到青睐。随着2010年諾貝爾物理學獎授予二維層狀材料領域的Andre Geim教授和Konstantin Novoselov教授，探尋石墨烯以外的新型二維晶體一直是研究領域的前沿課題。尤其是二維層狀材料的鐵磁性行為，引起了自旋電子學領域專家和科研人員的極大的研究興趣。本研究團隊目前緻力于（1）通過超高真空分子束外延系統制備生長高質量的二維磁性單晶薄膜；（2）探索二維人工磁體的磁學、調控以及相關異質結的特性和功能；以及（3）這些磁體在低功耗、小尺寸和非易失性自旋電子器件中的應用。目前在Advanced Materials，Progress in Materials Science，ACS Nano，Nano Letters，Advanced Functional Materials等雜志上發表論文約20篇。
圖1 人工磁體及自旋電子結構[1-6]
代表性成果:
[1] Lei Zhang#, Tong Yang#, Xiaoyue He, Wen Zhang, Giovanni Vinai, Chi Sin Tang, Xinmao Yin, Piero Torelli, Yuan Ping Feng, Ping Kwan Johnny Wong*, and Andrew T. S. Wee*, Molecular Beam Epitaxy of Two-Dimensional Vanadium-Molybdenum Diselenide Alloys, ACS Nano 14, 11140 (2020)
[2] Rui Zhu#, Wen Zhang#*, Wei Shen, Ping Kwan Johnny Wong, Qixing Wang, Qijie Liang, Zhen Tian, Ya Zhai, Cheng-wei Qiu, and Andrew T. S. Wee*, Exchange Bias in van der Waals CrCl3/Fe3GeTe2 Heterostructures, Nano Letters 20, 5030 (2020).
[3] Wen Zhang*, Lei Zhang, Ping Kwan Johnny Wong*, Jiaren Yuan, Giovanni Vinai, Piero Torelli, Gerrit van der Laan, Yuan Ping Feng, and Andrew T. S. Wee*, Magnetic Transition in Monolayer VSe2 via Interface Hybridization, ACS Nano 13, 8897 (2019).
[4] Ping Kwan Johnny Wong#*, Wen Zhang#, Jun Zhou, Fabio Bussolotti, Xinmao Yin, Lei Zhang, Alpha T. NDiaye, Simon A. Morton, Wei Chen, Johnson Goh*, Michel P. de Jong, Yuan Ping Feng, and Andrew T. S. Wee*, Metallic 1T Phase, 3d1 Electronic Configuration and Charge Density Wave Order in Molecular Beam Epitaxy Grown Monolayer Vanadium Ditelluride , ACS Nano 13, 12894 (2019).
[5] Wen Zhang#*, Ping Kwan Johnny Wong#, Xiaochao Zhu, Ashutosh Rath, Zhaocong Huang, Hongyu Wang, Simon A. Morton, Jiaren Yuan, Lei Zhang, Rebekah Chua, Shengwei Zeng, Er Liu, Feng Xu, Ariando, Daniel H. C. Chua, Yuan Ping Feng, Gerrit van der Laan, Stephan J. Pennycook, Ya Zhai, and Andrew T. S. Wee*, Ferromagnet/Two-Dimensional Semiconducting Transition-Metal Dichalcogenide Interface with Perpendicular Magnetic Anisotropy, ACS nano 13, 2253 (2019).
[6] Ping Kwan Johnny Wong#, Wen Zhang#, Fabio Bussolotti, Xinmao Yin, Tun Seng Herng, Lei Zhang, Yu Li Huang, Giovanni Vinai, Sridevi Krishnamurthi, Danil W. Bukhvalov, Yu Jie Zheng, Rebekah Chua, Alpha T. N’Diaye, Simon A. Morton, Chao-Yao Yang, Kui-Hon Ou Yang, Piero Torelli, Wei Chen, Kuan Eng Johnson Goh, Jun Ding, Minn-Tsong Lin, Geert Brocks, Michel P. de Jong*, Antonio H. Castro Neto*, and Andrew Thye Shen Wee*, Evidence of Spin Frustration in a Vanadium Diselenide Monolayer Magnet, Advanced Materials, 31, 1901185 (2019)
2. 智能自旋電子器件及其應用研究
2007年，諾貝爾物理學獎授予Albert Fert教授和Peter Grünberg教授，以表彰其在巨磁電阻效應以及自旋電子學領域的巨大貢獻。自此，自旋電子學得到了長足的發展，在産業上的應用也越來越廣泛，包括大幅提高硬盤讀寫速度與可靠性的巨磁電阻讀出頭、以及近年來人們專注研發的磁性随機存儲器。2020年，IBM推出了14 nm的自旋轉移矩磁随機存儲芯片（STT-MRAM）。最近，研究人員人們同時開始關注另一種新型的自旋電子學器件—自旋矩納米振蕩器。它可以用于微波信号源，磁場傳感器，人工智能中的神經網絡計算等。本課題組緻力于：（1）納米級微波振蕩器的生長制備加工工藝和微波特性研究；（2）自旋電子學相關器件的存算一體研究；（3）人工智能硬件的設計與應用研究。目前在Physical Review Letters，ACS Applied Materials & Interfaces，Nanoscale，Physical Review Applied，Applied Physics Letters等高水平期刊發表論文20餘篇。
圖2 智能自旋電子器件及其應用研究[7-10]
代表性成果:
[7] Wen Zhang*, Dong Zhang, Ping Kwan Johnny Wong, Honglei Yuan, Sheng Jiang, Gerrit van der Laan, Ya Zhai*, and Zuhong Lu , Selective Tuning of Gilbert Damping in Spin-Valve Trilayer by Insertion of Rare-Earth Nanolayers , ACS Applied Materials & Interfaces 7, 17070 (2015).
[8] Sheng Jiang, Sunjae Chung*; Quang Tuan Le; Hamid Mazraati; Afshin Houshang; JohanÅkerman*, Using MagneticDroplet Nucleation to Determine the Spin Torque Efficiency and Asymmetry in Cox(Ni,Fe)1−x Thin Films, Physical Review Applied 10, 054014 (2018).
[9] Sheng Jiang; Roman Khymyn; Sunjae Chung; Tuan Quang Le; Liza Herrera Diez; AfshinHoushang; Mohammad Zahedinejad; Dafiné Ravelosona; Johan Åkerman*; Reduced Spin torque Nano-Oscillator Linewidth Using He+ Irradiation, Applied Physics Letters 116, 72403 (2020).
[10] Gaolong Cao#, Sheng Jiang#, Johan Åkerman*, and Jonas Weissenrieder*, Femtosecond Laser Driven Precessing Magnetic Gratings, Nanoscale 13, 3746 (2021).
3. X射線探究納米磁性與磁疇
利用同步輻射裝置産生的X射線具有強度高、準直性及穩定性好、發散度小等優點，而且具有元素分辨力。利用X射線和物質的相互作用原理可以靈敏的探測材料的結構和物理性質，在材料領域有着廣泛的應用。當今，利用X射線磁性圓二色、及其在X射線光發射電子顯微鏡中的應用探測納米磁性是目前最先進、最靈敏的探測手段之一。本研究組緻力于通過此先進技術探測原子層厚度的磁性薄膜、納米器件、以及有機分子材料的磁性、自旋取向、磁疇分布等。目前在Advanced Functional Materials，Journal of Materials Chemistry C，Applied Physics Letters，Organic Electronics等國際優秀期刊發表相關文章30餘篇。
圖3 X射線探究納米磁性與磁疇[11-14]
代表性成果:
[11] Wen Zhang*, Ping Kwan Johnny Wong, Dong Zhang, Jinjin Yue, Zhaoxia Kou, Gerrit van der Laan, Andreas Scholl, Jian-Guo Zheng, Zuhong Lu, and Ya Zhai*, XMCD and XMCD-PEEM Studies on Magnetic-Field-Assisted Self-Assembled 1D Nanochains of Spherical Ferrite Particles , Advanced Functional Materials 27, 1701265 (2017).
[12] Ping Kwan Johnny Wong*, Wen Zhang, Gerrit van der Laan, Michel P. de Jong *, Hybridization-Induced Charge Rebalancing at the Weakly Interactive C60/Fe3O4(001) Spinterface , Organic Electronics 29, 39 (2016).
[13] Ping Kwan Johnny Wong*, Wen Zhang, Kai Wang, Gerrit van der Laan, Yongbing Xu, Wilfred van der Wiel, and Michel P. de Jong*, Electronic and Magnetic Structure of C60/Fe3O4(001): A Hybrid Interface for Organic Spintronics, Journal of Materials Chemistry C 1, 1197 (2013).
[14] Wen Zhang, Ping Kwan Johnny Wong, Peng Yan, Jing Wu, Simon A. Morton, Xiangrong Wang, Xuefeng Hu, Yongbing Xu*, Andreas Scholl, Antony Young, Igor Barsukov, Michael Farle, and Gerrit van der Laan, Observation of Current-Driven Oscillatory Domain Wall Motion in Ni80Fe20/Co Bilayer Nanowire, Applied Physics Letters 103, 042403 (2013).
