题目：轨道流及其自旋电子器件的开发

报告人：郑东兴，研究员

时间：5月22日（周五）10：40

地点：李薰楼356

报告摘要：

轨道霍尔效应近年来被认为是一种无需依赖强自旋–轨道耦合即可实现磁化调控的潜在角动量来源，为新一代低功耗、高效率自旋电子器件的发展提供了新的研究方向。相比传统自旋霍尔效应驱动的自旋轨道矩机制，轨道流具有更丰富的轨道自由度与更高的材料适应性，在磁存储、类脑计算及自旋逻辑器件等领域展现出重要应用潜力。然而，由于界面Rashba效应与体自旋霍尔效应等多种机制共存，轨道流诱导力矩的明确辨识仍面临挑战。本文在对称多层膜结构中引入自旋流补偿设计，通过选择性抑制自旋霍尔效应产生的净自旋流，有效分离出非常规力矩贡献。通过精确调控重金属层厚度，我们实现了传统自旋霍尔力矩近乎完全抵消的补偿状态。在此基础上，插入轻金属层后观察到电流诱导磁化翻转极性的明显反转，为超越传统体自旋霍尔机制的额外力矩贡献提供了直接证据。进一步的厚度依赖研究表明，该力矩对插入层厚度仅表现出较弱依赖性，说明界面Rashba型自旋–轨道相互作用起到了关键作用。基于上述研究，我们进一步探讨了轨道流在磁存储、自旋轨道矩器件及低功耗自旋电子器件中的应用前景。

报告人简介：

郑东兴，研究员，博士生导师，国家海外高层次青年人才。本硕博就读于天津大学，毕业后在天津大学物理系、阿卜杜拉国王科技大学从事研究工作。2026年1月加入苏州纳米所纳米加工平台，任研究员。长期从事低维功能薄膜与强自旋-轨道耦合材料体系的前沿领域研究，致力于通过原子尺度的精准调控，揭示和操控新型物态，探索其在未来信息器件中的应用。已发表SCI论文100余篇，包括Science、Nat. Nanotechnol.、Matter、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Adv. Func. Mater.、Nano Lett.、ACS Nano等国际著名期刊。曾任天津市真空学会理事兼副秘书长。主持国家自然科学基金、天津市自然科学基金等项目。