上海訊 近日，上?？萍即髮W(xué)信息學(xué)院后摩爾中心(PMICC)寇煦豐、楊雨夢課題組的研究工作被第67屆電氣電子工程師學(xué)會（IEEE）國際電子器件會議（International Electron Device Meeting, IEDM）接收，題為“Narrow-Band Semiconductor Heterostructures for Efficient Spintronic Memory Device Applications”。IEDM自1955年舉辦以來，在國際半導(dǎo)體技術(shù)界享有很高的學(xué)術(shù)地位和廣泛影響，是集成電路相關(guān)高校、研發(fā)機(jī)構(gòu)和行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)報(bào)告其技術(shù)突破的重要平臺，也是微電子領(lǐng)域的權(quán)威會議和風(fēng)向標(biāo)。作為一所新興高校，上?？萍即髮W(xué)在僅成立八年即以第一完成單位在IEDM上發(fā)表論文，表明了學(xué)校在微電子領(lǐng)域的科研實(shí)力和影響力的穩(wěn)步提升。

寇煦豐課題組曾利用窄禁帶III-V/II-VI族化合物半導(dǎo)體材料晶格匹配的特點(diǎn)，通過分子束外延生長技術(shù)在3英寸晶圓上制備了高質(zhì)量的InSb/CdTe異質(zhì)結(jié)薄膜，并結(jié)合磁電輸運(yùn)表征的手段定量表征了該體系中由界面Rashba效應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)自旋軌道耦合強(qiáng)度（為傳統(tǒng)材料體系的10~100倍），揭示了其在低功耗自旋電子學(xué)器件應(yīng)用上的巨大潛力。在前期工作基礎(chǔ)上，寇煦豐、楊雨夢課題組與中科院物理所于國強(qiáng)課題組通力合作，進(jìn)一步將分子束外延與磁控濺射生長技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量Ta/MgO/Py/InSb/CdTe薄膜的制備。此外，課題組利用上科大量子器件中心先進(jìn)的微納加工工藝，制備了基于該體系的自旋軌道扭矩磁存儲原型器件，并通過高頻微波測試證明了該體系的電荷-自旋流轉(zhuǎn)換效率約為傳統(tǒng)重金屬材料體系的10倍，同時實(shí)現(xiàn)了室溫下高效的電流驅(qū)動磁性翻轉(zhuǎn)的測試，為高遷移率、強(qiáng)自旋軌道耦合、電場易調(diào)控的窄禁帶半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)體系在自旋電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了一個全新的發(fā)展方向。

圖| 晶圓尺度InSb/CdTe SOT-MRAM原型器件陣列以及巨大的自旋軌道耦合強(qiáng)度和SOT效率

上?？萍即髮W(xué)是該成果的第一完成單位，信息學(xué)院后摩爾中心寇煦豐課題組2019級碩士生薛豐鏵，2019級博士研究生張勇，研究助理廖立揚(yáng)和中科院物理所博士生張雨為文章共同第一作者，寇煦豐教授和楊雨夢教授為文章的通訊作者。該研究獲得了科技部、國家自然科學(xué)基金、中科院、上海市科委、上海科技大學(xué)量子器件中心以及Merck POC項(xiàng)目的大力支持。（尚科迅）