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刘伟
性　别 男 最高学历 博士研究生
职　称 研究员 专家类别 博士生导师
部　门 沈阳材料科学国家研究中心/功能材料与器件研究部
通讯地址 辽宁省沈阳市沈河区文化路72号，中国科学院金属研究所，功能材料与器件研究部
邮政编码 110016 电子邮件 wliu@imr.ac.cn
电　话 +86-24-83978856 传　真 +86-24-23891320
简历：

　　教育经历：

　　1987.7  吉林大学物理系理学学士

　　1993.5  中国科学院金属研究所材料科学与工程工学硕士

　　2001.3  中国科学院金属研究所材料物理与化学工学博士

　　工作经历：

　　1987.07-1994.09： 中国科学院金属研究所，研究实习员

　　1994.09-1998.04： 中国科学院金属研究所，助理研究员

　　1996.01-1996.07： 荷兰阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯研究所，访问学者

　　1998.04-2001.05： 中国科学院金属研究所，副研究员

　　2000.07-2001.08： 美国内布拉斯加大学林肯分校开展合作研究 

　　2001.05- 至今：   中国科学院金属研究所，研究员

　　2004.04-2004.11:  美国内布拉斯加大学林肯分校开展合作研究

　　2004.04- 至今：   中国科学院金属研究所，博士生导师

　　2009.08-2009.11:  美国内布拉斯加大学林肯分校开展合作研究
研究领域：

　　1）纳米复合永磁多层膜的磁性、交换耦合、磁畴和矫顽力机制的研究

　　2）磁性和铁电多层膜的交换耦合、磁电耦合及其输运性质研究。

　　3）人工反铁磁耦合多层膜中的自旋轨道扭矩翻转机制及磁相互作用研究。

　　4）磁性/介电纳米材料的高频电磁特性研究。
承担科研项目情况：

　　通过合理人工设计使纳米复合稀土永磁薄膜磁体中软磁相和硬磁相产生了有效的交换耦合，获得了最大磁能积为203 kJ/m3。采用软磁和取向的硬磁层间插入非磁性隔离层的思路，突破了传统软硬磁近程交互作用的理念，结果表明，这种特殊多层膜结构中软磁层和硬磁层的交换耦合作用是间接和长程的。这种研究思路结束了实现各向异性软硬复合薄膜的多年的瓶颈，并得到国内外同行的认可。进一步的研究表明，这种长程交换作用的实质是静磁的偶极相互作用。在各向异性纳米复合Nd-Fe-B/MgO/Fe多层膜结构中，随着外磁场的变化出现了磁畴的形核、长大、翻转、湮灭和再形核等一系列过程。发现脱耦合的多层膜软磁层表面磁化翻转是独立变化的。随着外磁场增大，微米级[Co/Pd]n/Ru/Py纳米复合圆盘中双涡旋态会转变为单个涡旋态，说明外磁场打破了双涡旋态的拓扑结构。给出不同隔离层Ru和软磁层Py厚度的磁相图，实验结果证明了层间相互作用在纳米复合结构中对拓扑态形成起到了关键作用。与微磁学模拟结果一致。

　　系统全面地理解交换耦合的机制，设计了不同的双层、三层和多层膜材料，例如：各向异性硬磁/软磁多层膜、铁磁/反铁磁/铁磁三层膜、[Pt/Co]/NiFe/NiO 异质结、在氧化铝模板上沉积的 Co/NiO 双层膜和 Co/NiO/Fe 三层膜。系统研究了磁性多层薄膜的相组成、界面及微观结构等。通过调节铁磁层的磁性各向异性，改变间隔层、铁磁层和反铁磁层的厚度等手段我们系统地研究了在这些磁性薄膜材料中的软磁和硬磁相之间的交换耦合相互作用、层间和界面交换耦合、磁 性和磁输运性质。观察和解释了一些特殊的物理现象，并对不同材料的交换耦合机制有了较为系统的认识。另外，从事了具有可和结构磁性/介电纳米材料的高频电磁特性的研究。

　　近年来，发表第一作者综述性论文2篇，在Adv.Mater.、 Appl. Phys. Lett.、Phys. Rev. B等SCI收录的国际学术刊物上发表240余篇论文，论文他引2000多次。获8项国家发明专利授权。
社会任职：

　　任辽宁省物理学会副秘书长；中国材料研究学会纳米材料与器件分会理事；辽宁省纳米技术学会副秘书长；中国稀土学会固体科学与新材料专业委员会委员； 中国电子学会应用磁学分会高级会员；
获奖及荣誉：

　　1995年获国家自然科学三等奖。
代表论著：

　　1. Yuhang Song, Zhiming Dai, Long Liu, Jinxiang Wu, Tingting Li, Xiaotian Zhao,* Wei Liu,* and Zhidong Zhang, I Field-Free Spin-Orbit Torque Switching of Perpendicular Magnetization by Making Full Use of Spin Hall Effect, Adv. Electron. Mater. 9(2023) 2200987. 

　　2. Long Liu, Yuhang Song, Xiaotian Zhao,* Wei Liu,* and Zhidong Zhang, Full-Scale Field-Free Spin-Orbit Torque Switching in HoCo Structure with a Vertical Composition Gradient, Adv. Funct. Mater., 32(2022) 2200328.

　　3. Z.X. Ye, X.T. Zhao, W. Liu*, L. Liu, J. X. Wu, Y. Li, J. Ma, H. Z. Ju, Y. H. Song, Z.D. Zhang, Transformation of coercivity mechanism and evolution of microstructure in high performance Nd-Dy-Fe-Co-B thick films, J. Alloys and Compounds 923 (2022) 166477.

　　4. H. Z. Ju, X. T. Zhao, W. Liu*, Y. H. Song, L. Liu, J. Ma, Y. Li, J. X. Wu and Z. D. Zhang, Enhanced spin-orbit torque and low critical current density in Pt100-xRux/[CoNi]/Ru multilayer for spintronic devices, ACS Appl. Mater. & Inter., 13(2021) 61742.

　　5. F. Wang, X. P. Wang, Y. F. Zhao, D. Xiao, L. J. Zhou, W. Liu, Z. D. Zhang, W. W. Zhao, M. H. W. Chan, N. Samarth, C. X. Liu, H. J. Zhang*, and C. Z. Chang*, Interface-induced sign reversal of the anomalous Hall effect in magnetic topological insulator heterostructures, Nature Commun. 12(2021)79.

　　6. L. Liu, X. T. Zhao, W. Liu*, Y. H. Song, X. G. Zhao and Z. D. Zhang, Influence of rare earth metal Ho on interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction and spin torque efficiency in Pt/Co/Ho multilayers, Nanoscale, 12(2020) 12444.

　　7. X. T. Zhao, L. Z. Ji, W. Liu*, S. K. Li, L. Liu, Y. H. Song, Y. Li, J. Ma, X. D. Sun, H. W. Wang, X. G. Zhao and Z. D. Zhang, Field-free switching of a spin-orbit-torque device through interlayer-coupling induced domain walls, Phys. Rev. Appl., 13(2020) 044074.

　　8. Y. H. Song, X. T. Zhao, W. Liu*, L. Liu, S.K. Li and Z. D. Zhang, Spin-orbit torque      driven four-state switching in splicing structure, Appl. Phys. Lett., 117(2020) 232408.

　　9. S. K. Li, X. T. Zhao, W. Liu*, Y. H. Song, L. Liu, X. G. Zhao, Z. D. Zhang, Interface effect of ultrathin W layer on spin- orbit torque in Ta/W/CoFeB multilayers, Appl. Phys. Lett. 114(2019) 082402.

　　10. S. K. Li, X. T. Zhao, W. Liu*, X. G. Zhao, Z. D. Zhang, Modulation of spin-orbit torque induced magnetization switching in Pt/CoFe through oxide interlayers, Appl. Phys. Lett. 114(2019) 212404.

　　11. F. Wang, D. Xiao, W. Yuan, J. Jiang, Y.-F. Zhao, L. Zhang, W. Liu, Z.D. Zhang, C. X. Liu, J. Shi, W. Han, M. H. W. Chan, N. Samarth, and C.Z. Chang*, Observation of Interfacial Antiferromagnetic Coupling between Magnetic Topological Insulator and Antiferromagnetic Insulator, Nano Lett. 19(2019) 2945-2952.

　　12. Y. D. Gu, K. Xu, C. Song*, X.Y. Zhong, H. R. Zhang, H. J. Mao, M. S. Saleem, J. R. Sun, W. Liu*, Z. D. Zhang, F. Pan, J. Zhu, Oxygen-Valve Formed in Cobaltite-Based Heterostructures by Ionic Liquid and Ferroelectric Dual-Gating, ACS Applied Materials & Interfaces, 11(2019) 19584-19595.

　　13. F. Wang, H.R. Zhang, J. Jiang, Y.F. Zhao, J. Yu, W. Liu*, D. Li, M.H. W. Chan, J.R Sun, Z.D. Zhang, and C.Z. Chang*, Chromium-induced ferromagnetism with perpendicular anisotropy in topological crystalline insulator SnTe(111) ultra-thin films, Phys. Rev. B 97 (2018) 115414. 

　　14. X.T. Zhao, W. Liu*, S.K. Li, T.T. Wang, L, Liu, Y.H. Song, S. Ma, X.G. Zhao and Z.D. Zhang, Asymmetric current-driven switching of synthetic antiferromagnets with Pt insert layers, Nanoscale 10 (2018) 7612. 

　　15. Z. M. Dai, Y. Y. Dai, W. Liu*, T. T. Wang, X. T. Zhao, X. G. Zhao and Z. D. Zhang, Magnetization reversal of vortex states driven by out-of-plane field in the nanocomposite Co/Pd/Ru/Py disks, Appl. Phys. Lett., 111(2017)022404.

　　12. Z. M. Dai, W. Liu*, X. T. Zhao, T. T. Wang, S. K. Li, Y. S. Yu*, X. G. Zhao and Z. D. Zhang，Magnetization reversal and magnetic interactions in anisotropic Nd-Dy-Fe-Co-B/MgO/α-Fe disks and multilayers, Nanoscale, 8(2017)7385.

　　13. F. Wang, Y. Q. Zhang, Y. Bai, W. Liu*, H. R. Zhang, W. Y. Wang, S. K. Li, S. Ma, X. G. Zhao, J. R. Sun, Z. H. Wang, Z. J. Wang and Z.D. Zhang, Oxygen vacancy formation, crystal structures and magnetic properties of three SrMnO3？δ films, Appl. Phys. Lett., 109(2016)052403.

　　14. W. Liu*, X.H. Liu, W.B. Cui，W.J. Gong, Z.D. Zhang*，Exchange couplings in magnetic films，Chin. Phys. B，22 (2013) 027104 (TOPICAL REVIEW).

　　15. W. J. Gong, W. J. Yu, W. Liu*, S. Guo, S. Ma, J. N. Feng, B. Li, and Z. D. Zhang, Exchange bias and its thermal stability in ferromagnetic/antiferromagnetic antidot arrays, Appl. Phys. Lett., 101(2012) 012407. 

　　16. X. H. Liu, W. Liu*, S. Guo, F. Yang, X. K. Lv, W. J. Gong, Z. D. Zhang, Effects of anisotropy and spin-asymmetry of ferromagnetic materials in ferromagnetic / Cr2O3 / ferromagnetic trilayers, Appl. Phys. Lett., 96 (2010) 082501.

　　17. W.B. Cui, W. Liu*, Z.D. Zhang, The origin of large overestimation of the magnetic entropy changes calculated directly by Maxwell relation, Appl. Phys. Lett., 96 (2010) 222509.

　　18. X. H. Liu, W. Liu*, S. Guo, W. J. Gong, J. N. Feng, Z. D. Zhang, Strong effects of magnetic anisotropy on exchange coupling and magnetotransport properties in ferromagnetic/NiO/ferromagnetic trilayers, Appl. Phys. Lett., 97 (2010) 072502.

　　19. X. H. Liu, W. Liu*, F. Yang, X. K. Lv, W. B. Cui, S. Guo, W. J. Gong, Z. D. Zhang, Temperature dependence of competition between interfacial and interlayer exchange couplings in ferromagnetic/antiferromagnetic /ferromagnetic trilayer, Appl. Phys. Lett., 95 (2009) 222505.

　　20. X. H. Liu, W. Liu*, W. J. Hu, S. Guo, X. K. Lv, W. B. Cui, X. G. Zhao, Z.D. Zhang, Giant magnetocaloric effect in cobalt hydroxide nanoparticles, Appl. Phys. Lett., 93 (2008) 202502.

　　21. W. B. Cui, S. J. Zheng, W. Liu*, X. L. Ma, Y. Fang, Q. Yao, X. G. Zhao and Z. D. Zhang, Anisotropic behavior of exchange coupling in textured Nd2Fe14B/α-Fe multilayer films, J. Appl. Phys., 104 (2008) 053903.

　　22. S. L. Chen, W. Liu and Z. D. Zhang, Coercivity mechanism of Pr2Fe14B thin films with perpendicular anisotropic texture, Phys. Rev. B 72 (2005) 224419.

　　23. W. Liu, Z.D. Zhang*, J.P. Liu, L.J. Chen, L.L. He, Y. Liu, X.K. Sun and D.J. Sellmyer, Exchange Coupling and Remanence Enhancement in nanocomposite multilayer magnets, Advanced Materials 14(2002)1832.

近期获得专利：

　　1. 国家发明专利, 一种纳米复合稀土永磁薄膜材料及其制备, 2003年4月23日授权。
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