新型半导体与形状记忆合金的结构与磁性课题组
（一）创新性研究成果：
1.“氧化物半导体的结构与磁性研究”是凝聚态物理和材料物理研究领域的前沿课题。本项目主要研究过渡金属掺杂ZnO和TiO2半导体磁有序的性质。实验上，首次在n型Zn0.98Cu0.02O薄膜中观察到较大的磁矩（1.8
uB/Cu）和较高的居里温度（350 K）。这些结果被他人引用30次。在氧化物综述文章中，3次被选作重要的实验数据列入表中进行对比分析（MSER（IF2008=12.62）列表2次，CRSSMS(IF=6.3)
列表1次）；首次在Ni，Fe掺杂TiO2薄膜中观察到了明显的磁畴花样，给出了铁磁性是样品内禀性质的直接证据；对于Co-ZnO薄膜，N的掺入使导电类型发生了由n型到p型的变化，但样品始终保持室温铁磁性，该研究结果在相关文献中还未见报道。上述各项工作紧密相关，对解明宽带隙氧化物基稀磁半导体的磁有序起源形成了较完整的体系。南京大学邢定钰院士认为“该项目取得的成果给同行提供了较系统的实验数据和较普遍的变化规律，有助于深入认识稀释磁性半导体（DMS）的磁学与输运性质，为DMS的实际应用提供了必要的实验基础。”
2.“IV族半导体Si、Ge、C新结构和磁性”是半导体和磁性相结合的前沿课题。它与成熟的Si工艺兼容，具有很大的实用性。本工作在纯半导体Si，
Ge材料中发现了室温铁磁性，而且在Si-SiO2体系观察到了明显、有序的磁畴结构，为将Si应用于自旋电子器件奠定了基础。本工作的新颖性得到了国内外同行的一致认可。
3.在热电材料方面：热电材料是能将热能和电能直接相互转化的功能材料，它的出现为解决能源紧缺和环境污染提供了广阔的空间。Si声子晶体作为热电材料是目前Si基热电材料的最新研究报道。本课题组以SiO2为模板，制备Si声子晶体，并检测其热电性能，取得了有价值的结果，并申请发明专利。
4.在磁性合金原子占位设计方面：2006年初日本研究组发现NiMnIn
具有磁驱相变，相应结果在Nature 2006 (439): 957-960上。自此，通过Co掺杂相继在三系列材料Ni2MnGa、NiMnX
(X = In, Sb, Sn)和Mn2NiGa中实现了磁驱相变。但为什么掺杂Co能实现磁驱相变这个机理问题始终都没有解决。根据实验和理论分析我们最终发现只有Co占据A位，Mn原子同时占据B、D位，才能有效地提高母相的饱和磁化强度。这一规律对于开发新的具有磁场诱发马氏体相变的材料有非常重要的指导意义。相关研究得到国家自然科学基金委员会和科技部的支持。
5.在新型磁相变材料的开发和功能探索方面：目前具有磁驱相变和交换偏置的铁磁形状记忆合金都是高Mn含量的材料。但是Mn2基材料研究较少，这是由于Mn2NiGa是目前唯一一个Mn2基铁磁形状记忆合金材料。不确定的成分配比给开发新的Mn2基材料带来很大的困难。我们研究组利用体系价电子浓度调控马氏体相变温度的原理，开发出了新的Mn2基铁磁形状记忆合金—Mn2NiAl和Mn2NiSn。并在Mn2NiSn中观察到巨大的交换偏置效应。该工作对丰富铁磁形状记忆合金的种类推动铁磁形状记忆合金的发展具有重要意义。相关研究得到国家自然科学基金委员会、国家教育部和河北省自然科学基金委员会的支持。
（二）基金：
|
