智能磁电材料与器件创新团队秉持“干顶天立地事,做不忘初心人”的奋斗理念,在基础科学研究方面勇攀高峰,在服务国家战略需求方面,解决关键卡脖子问题,实现产业转化。团队主要在先进电子材料与器件及集成电路专用芯片等领域开展研究,研究方向包括自旋信息存储材料与集成电路、电量传感芯片与信号调理电路、功能氧化物柔性电子材料与器件、磁性与半导体材料及器件等领域。
1.磁传感及磁存储材料、芯片及集成电路
团队长期致力于各类电气量(磁场/电流/电场/电压)传感芯片的敏感机理、材料体系、结构设计、多物理场仿真、微纳制造、封装测试与信号调理电路等研究,基于磁阻效应(MR)和磁电耦合效应(ME)等多种物理机制,开发出具有高灵敏度、宽量程、抗干扰的MEMS磁场/电场传感芯片,提出磁电薄膜耦合强化理论和微谐振结构优化设计方法,解决了小体积敏感元件多物理场耦合及增强难题,与国家电网等企业展开联合攻关,研制出适应电力复杂工况的高性能、非侵入式交直流电流/电压传感器信号调理电路及模组,实现了传感器灵敏度和线性度的提升,部分传感器在电网系统实现试点应用,同时与企业开展密切的产学研合作,承担国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金委重点项目等国家级项目。 在IEEE Trans Industr. Elect.等发表论文50余篇,授权发明专利10余项,并在该领域指导学生获中国研究生电子设计竞赛国赛一等奖、二等奖、三等奖等国家级奖项。
并且以磁电耦合材料为基础,研发了新一代利用电场、自然光场调控自旋属性的下一代信息存储材料,致力于解决现有磁场和电流驱动的自旋信息存储器件中高功耗、体积大和响应慢的问题。发表高水平论文Nat. Commun.(2篇)、Adv. Mater.(5篇)、Adv. Funct. Mater.(3篇)、Adv. Sci.(1篇)、ACS Nano(4篇)等。
2.磁性半导体材料及器件
围绕新一代多功能纳米陶瓷粉体和磁性材料及器件的设计、制备、应用等,团队展开联合攻关,研制出新一代微波铁氧体材料、高性能功率软磁材料、高导热高强度氮化物陶瓷基板。团队突破了离子占位调控、尖晶石-钙钛矿磁电双相复合配方、表面改性技术等,生产出具有低损耗、高介电、高功率、高热导率和高抗弯强度的系列化微波基板产品、系列化功率软磁产品以及AlN陶瓷基板产品,从而打破国外对高端陶瓷及其粉料的技术垄断。该领域承担了国家自然科学基金等课题项目,发表SCI论文30余篇,申请/授权专利10余项。且与重点企业共建校企联合研究院,有力推动我国电源技术等领域跨越式发展。
3.柔性可穿戴磁电氧化物薄膜与器件
柔性电子具有低能耗、轻薄、易携带、以及良好的生物相容性等特性,是智能装备、智能产品及物联网技术的基础支撑。本团队首次研发了超弹超柔的自支撑铁电薄膜,突破了传统功能氧化物易碎、难以柔性化的性能局限,让功能氧化物进军柔性电子成为可能,该成果当年发表在Science上。《Science》杂志的高级编辑Brent Grocholski博士为该成果撰写了评述,此外相关成果得到了《中国科学报》头版报道。
4.面向生物医学的电磁感应与激励
团队研发了柔性可穿戴/植入的磁传感与磁激励器件及纳米颗粒图案实时成像系统,实现了生命活动自源电磁场以及外加电磁场对生物体作用规律的实时检测。制造了良好的生物相容性和类人体力学特性的磁传感器,实现人体健康检测。研究成果为临床上对疾病的早期诊断干预提供了新的方案。成果已在Nat.Commun, Adv.Mater, Adv.Funct.Mater, ACS Nano等期刊发表论文10余篇,相关成果被国外媒体多次报道。




