上科大信息学院后摩尔中心在国际电子器件会议发表自旋电子学重要研究成果

近日，上海科技大学信息学院后摩尔中心(PMICC)寇煦丰、杨雨梦课题组的研究工作被第67届电器电子工程师学会(IEEE)国际电子器件会议(International Electron Device Meeting, IEDM)接收，题为"Narrow-Band Semiconductor Heterostructures for Efficient Spintronic Memory Device Applications"。IEDM自1955年举办以来，在国际半导体技术界享有很高的学术地位和广泛影响，是集成电路相关高校、研发机构和行业领军企业报告其技术突破的重要平台，也是微电子领域的权威会议和风向标。作为一所新兴高校，上海科技大学在仅成立八年即以第一完成单位在IEDM上发表论文，表明了学校在微电子领域的科研实力和影响力的稳步提升。

寇煦丰课题组曾利用窄禁带III-V/II-VI族化合物半导体材料晶格匹配的特点，通过分子束外延生长技术在3英寸晶圆上制备了高质量的InSb/CdTe异质结薄膜，并结合磁电输运表征的手段定量表征了该体系中由界面Rashba效应产生的强自旋轨道耦合强度（为传统材料体系的10~100倍），揭示了其在低功耗自旋电子学器件应用上的巨大潜力。在前期工作基础上，寇煦丰、杨雨梦课题组与中科院物理所于国强课题组通力合作，进一步将分子束外延与磁控溅射生长技术结合，实现了高质量Ta/MgO/Py/InSb/CdTe薄膜的制备。

图 |晶圆尺度InSb/CdTe SOT-MRAM原型器件阵列

此外，课题组利用上科大量子器件中心先进的微纳加工工艺，制备了基于该体系的自旋轨道扭矩磁存储原型器件，并通过高频微波测试证明了该体系的电荷-自旋流转换效率约为传统重金属材料体系的10倍，同时实现了室温下高效的电流驱动磁性翻转的测试，为高迁移率、强自旋轨道耦合、电场易调控的窄禁带半导体异质结体系在自旋电子学领域的应用开辟了一个全新的发展方向。

图 |巨大的自旋轨道耦合强度和SOT效率

上海科技大学是该成果的第一完成单位，信息学院后摩尔中心寇煦丰课题组2019级硕士生薛丰铧，2019级博士研究生张勇，研究助理廖立扬和中科院物理所博士生张雨为文章共同第一作者，寇煦丰教授和杨雨梦教授为文章的通讯作者。该研究获得了科技部、国家自然科学基金、中科院、上海市科委、上海科技大学量子器件中心以及Merck POC项目的大力支持。

图 文 寇煦丰

排 版 笛韵扬

编 辑 高正纯

高 瑄

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