稳定、高性能的电磁材料,是现代电子产业持续发展的重要支柱。

电磁材料因其内部电荷、自旋、轨道和晶格的耦合作用,常常表现出许多有趣的物理现象,比如高温超导、巨磁电阻效应、结构相变、磁热效应等等,在热电器件、记忆存储器件、压电器件、磁性制冷剂、场效应电子器件等方面有着重要的应用。

将二维铁磁体集成到场效应管中,促进了自旋电子学和谷电子学的发展,满足了电子器件节能、小型化和高密度化的迫切需求。铁磁性的范德瓦尔斯异质结构在施加电场、施加磁场、静电掺杂等调控方式下表现出柔性和有趣的电磁性,在柔性电子器件领域有着潜在的应用价值。反铁磁电磁材料因为其内部自旋轨道耦合作用,在电流感应磁开关方面有着应用前景。非晶合金具备高强度、高韧性、优良导磁性和液态流动性等优点,在高频低损变压器等器件中有着应用价值。纳米点钙钛矿具备巨磁阻效应、高离子导电性,在存储、传感器、催化等方面有良好发展趋势。研究院祝世宁老师研究方向涵盖铁电畴工程,利用铌酸锂铁电体电畴反转动力学规律,发展图案极化技术,基于此研制功能性介电体超晶格材料。蔡宏灵老师致力于分子铁电单晶、薄膜材料介电、压电、铁电特性研究,参与“分子基铁电体研究”等重要科研项目、科学仪器研制项目、青年973项目等。曹庆琪老师主要从事非共线性磁性结构中的霍尔效应、高效非贵金属析氧反应催化剂、磁场对催化性能的影响等方向的研究,在相关领域取得了重要研究成果。唐少龙老师的研究方向包括纳米材料结构和磁光性能、永磁、磁致应变材料、超级电容器材料,主持包括“973”课题在内的多项国家和省部级研究项目。吴小山老师在研究永磁材料、磁性金属多层膜、半导体材料、高温超导体等方面有重要贡献,在人才培养方面同样建树颇丰。王康老师致力于研究磁性薄膜和反铁磁性金属的物理性质,并将其应用于磁性传感器,利用磁性斯格明子高效的可控性和稳定性,王康老师实现了真随机数的生成。

电磁超材料的研究同样火热,不同于天然材料,电磁超材料是一种具有特定几何形状的宏观基本单元周期性或非周期性排列所构成的人工电磁材料,通过对微结构的设计优化,可以使其具备传统电磁材料不具备的奇异电磁特性。电磁超材料的介电常数和磁导率可以人为控制,在材料层面实现了电磁波幅值、相位、极化等特性的动态调控。例如将其应用于电磁波吸收材料,有望实现金属目标的“隐身”。

碳纳米管由于其高电导率、高强度用于制造功能器件电极;石墨烯以其极佳的导电性能、强度和透光性广泛用于各行各业;磁致伸缩材料用于智能结构器件;超导材料用于电力传输;电磁流体材料用于磁密封、磁致冷等等,电磁材料丰富多彩的物理性能正在生产生活中发挥着越来越重要的作用。于葛亮老师的研究方向涵盖石墨烯及其他二维材料,在新型低维材料系统对的探索构建与物性研究中,特别是在隧道电子器件、量子电容器件、量子点器件、霍尔器件等新型系统的研究中取得了世界一流的发现。姜昱丞老师在薄膜表征特征及机理研究、二维材料的相关光、电、磁特性研究、多场调控低维异质结等方向有重要贡献。马李刚老师在纳米复合材料的研究上有重要贡献,研究多种纳米复合材料的光学性质、电学性能和微观结构,在固体氧化物燃料电池上得到应用。

戴玉蓉老师研究方向包括层状复合材料的磁电耦合效应、磁性离子掺杂金属氧化物等,特别在物理实验教学方面成果突出,担任国家级精品资源共享课程《大学物理实验(工科)》负责人。杨建华老师通过XRDAFM、计算机模拟等手段研究贵金属氮化物的电子特性、离子注入对金属表面性能和微观结构的影响,为改善贵金属氮化物的生产工艺和数值模拟技术的工艺应用做出贡献。王康老师在斯格明子方向的研究成果显著,利用斯格明子的钉扎效应实现了真随机数的生成。

图片:电磁流体材料

图片:石墨烯材料