报告时间：8 月 18 日周五下午 4：30 pm 

地点：西校区电二楼 102 会议室 

报告人：聂天晓教授，北京航空航天大学 

基于二维磁性材料的自旋电子器件兼具二维材料高集成度与自旋材料超低 功耗的特点，有望突破现今制约集成电路发展的“功耗墙”与“尺寸墙”，进一步延 续摩尔定律。然而，受限于二维磁性材料的维度效应，其长程磁序难以在高温下 维持，不能满足工业上对工作温度的要求，而现有的几种通过外部刺激提升二维 磁性的方法也不具备大面积、可控、高效等实现产业化的必要条件。在本工作中， 我们使用分子束外延技术 (molecular beam epitaxy, MBE) 成功地在氧化铝衬底 (Al2O3) 上实现了晶圆级二维铁磁材料 FexGeTe2 大面积制备，并通过界面作用实 现了 FexGeTe2 铁磁性的增强，其居里温度最高可达 530K。我们基于包含 RKKY 交换作用的 Heisenberg 模型对 Fe4GeTe2/Al2O3 界面的电子结构进行了仿真计算， 结果显示来自界面上轨道耦合引入的电子局域态移动是薄膜居里温度提升的原 因。在实验上，我们通过厚度依赖的光电子能谱验证了 Fe d 电子局域态的移动 与界面的关系，证实了这一界面效应的存在。进一步地，我们通过精准调控薄膜 中的铁元素浓度，发现了 Fe4GeTe2 三种磁性二维相，分别是具有垂直磁各向异 性的 Fe4-xGeTe2，具有面内磁各向异性的 Fe4+xGeTe2，和具有温度依赖各向异性 的 Fe4GeTe2 相，并阐述了其有效各向异性变化的内在机制。此外，我们也成功 生长了 Bi2Te3/Fe3GeTe2 异质结构，并利用拓扑绝缘体的邻近效应将 Fe3GeTe2 的 居里温度提高到了室温以上，并基于此成功实现了首个全二维异质结构的室温自 旋轨道矩诱导磁化翻转。我们的发现揭示了二维铁磁体 FexGeTe2 及其组成的全 二维异质结构在自旋电子学领域的巨大潜力，为全二维体系下室温自旋电子器件 的进一步研发和应用奠定了基础。

    聂天晓，北京航空航天大学集成电路科学与工 程学院教授，博士生导师。主要研究方向包括新型超低功耗 自旋场效应晶体管、磁随机存储器件、自旋太赫兹器件等。 目前已在国际著名期刊上共发表 SCI 论文 80 余篇，包括 Nature Materials, Nature Nanotechnology, Nature  Communications, ACS Nano 等，Google scholar 总引用 4000 余次，H 因子 26。参与多本英文专著章节邀请撰写，获得 40 余项国家专利。