上海电机学院部分科研团队2023年6月项目进展

发布时间:2023-07-03

文理学院姜凯博士在Nature Communications上发表科研成果

近日,我校文理学院姜凯博士与南京航空航天大学物理学院李伟伟教授团队、德国Max Planck研究所Hongguang Wang博士,英国伦敦大学学院 Bonan Zhu博士和厦门大学张洪良教授等团队合作,在应力调控多铁薄膜的铁磁性起源问题上取得进展,相关研究以“Emergent and Robust Ferromagnetic-Insulating State in Highly Strained Ferroelastic LaCoO3 Thin Films”为题,并以通讯作者身份于2023619日发表在Nature Communications上。





 


 后摩尔时代,关联量子材料已成为发展下一代低功耗、多功能电子器件的候选材料之一。其中,关联氧化物量子材料中多种序参量/自由度(电荷、自旋、轨道和晶格)之间的耦合能够产生丰富的物性和新奇的电子态,已成为探索新材料、新原理和新器件的模型体系。姜凯博士与合作团队首次发现在张应力作用下LaCoO3薄膜中存在有序氧空位和长程调控CoO6氧八面体旋转的双重效应,有效地削弱了晶体场劈裂能,促使钴离子进入有序高自旋态,从而表现出长程铁磁性。这一发现为张应力作用下铁弹性LaCoO3薄膜中反常铁磁绝缘物态的起源/机理提供了新见解。




 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


姜凯博士的主要研究方向为原位多维光谱的结构动力学研究,近年来在ScienceNatureNat. Commun.Adv. Sci.上发表科研成果,团队依托上海市极化材料多功能磁光光谱公共技术服务平台,以研究光电功能材料及微纳器件、新型二维半导体及电子器件以及研发极端条件下光电特性测试系统为主要目标,为新功能、新概念的光电功能器件和自旋电子学器件提供理论基础和技术支撑。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-39369-6.

 

 

金敏教授科学实验样品随“神十五”遨游太空后顺利返回

   621日,随“神十五”返回的空间站高温材料科学实验柜(高温材料柜)首次下行材料样品,以及无容器实验柜下行的第四批样品,在中国科学院上海硅酸盐研究所交付给相关科学家。


据悉,本批空间材料实验样品于64日随神舟十五号载人飞船返回舱从中国空间站返回地面。

无容器柜自2021429日随天和核心舱成功发射后,先后成功完成并返回了3批次样品,这是第四批样品。为保证天地对比实验的效果,上海硅酸盐在地面也开展了大量匹配实验,以提高空间实验的效率和效果。


无容器材料科学实验系统主任设计师、上海硅酸盐所研究员余建定介绍,无容器实验柜材料样品一盒可装载29个样品,共有10盒样品,此次带回了的样品中既有金属材料,也有非金属材料,“有的对于研发大飞机叶片,提升其性能,会起到重要作用;有的则意在对小行星早期的星胚形成过程进行探索”。

空间站高温材料柜自20221031日随梦天舱成功发射后,在轨先后开展了组装调试、功能检测、科学实验等工作任务,并于今年5月完成了第一批空间材料科学实验。

本批次随高温材料货包返回的样品包括五个高温材料实验样品和3盒无容器材料实验样品,分别交接与分发给中国科学院金属研究所、西北工业大学、中国科学院半导体研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国地质大学(武汉)、上海电机学院,涉及高温合金、半导体材料、功能晶体等。


“今天接收材料,我们昨晚兴奋得到凌晨两三点,都没睡着。”高温材料科学实验系统主任设计师、上海硅酸盐所研究员刘学超在交接仪式现场,打开了第一支样品管。

拧开螺丝、撤出垫片,一支长约20厘米的石英管子被从陶瓷保护管中取出。看到乌黑泛光,表面起泡的铟硒半导体晶体,刘学超高兴地说:“很成功,晶体长得不错!”



一次偶然的机会,上海电机学院金敏教授在办公室“手撕”铟硒半导体这种层状材料,无意中将其折叠又展开,发现它竟然没像其他半导体材料那样脆生生断裂,而是具有柔韧的塑性。于是,他对这种材料产生了兴趣。在国际著名学术期刊《科学》杂志上发表相关论文后,金敏又联系更多同行,进一步研究铟硒半导体。“一般半导体材料在空间生长,晶体的缺陷可减少上百倍。”他说,希望从这次获得的空间生长晶体中,探寻这种材料的更多奥秘。

高温材料柜是由我国自主研制的重大空间微重力材料科学实验装置,是开展太空微重力材料科学实验的重要平台,可在微重力下支持材料的高温加热、定向凝固、梯度生长、快速冷却、磁场搅拌、参数实时测量、实时观察等功能,是我国最新一代的空间材料实验装置之一。

该实验柜的加热温度和单批次样品数量都处于国际领先水平,X射线透射成像功能在国际上属首次上行至空间站。高温材料柜采用标准化、模块化设计,支持在轨更换和升级。


与我国以往的空间材料实验装置相比,高温材料柜在加热温度、样品尺寸、温场模式、外部调控、精密生长、实时观察等功能方面都有了较大发展和提高,有效拓展了空间微重力材料研究的深度和广度,将长期在空间站为材料的微重力研究提供支持。由于功能的升级和拓展,高温材料柜能够支持的材料研究将涵盖功能晶体、高温合金、新型金属合金、半导体材料、特种玻璃、纳米材料、生物材料等众多材料,将促进微重力下材料的成分、结构、性能的调控及其机理的研究,对我国突破卡脖子材料中的关键科学和技术问题具有重要意义。