于笑瀟1，資劍2，王兵3，陳卓敏2

　　(1.科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心;2.復(fù)旦大學(xué);3.西安交通大學(xué))

　　自旋電子學(xué)已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)跨基礎(chǔ)科學(xué)、工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的龐大領(lǐng)域，不但具有重大科學(xué)價(jià)值，還具有巨大的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。加大對(duì)新型自旋器件的研究力度，走自主創(chuàng)新的道路，推進(jìn)研究成果產(chǎn)業(yè)化，將有助于我國(guó)在未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)的新一輪競(jìng)爭(zhēng)中獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，取得主動(dòng)和優(yōu)勢(shì)。

　　一、關(guān)于自旋電子學(xué)

　　1.定義與內(nèi)涵

　　自旋電子學(xué)研究利用電子自旋作為信息載體，通過(guò)調(diào)控與操縱自旋，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、邏輯運(yùn)算、量子計(jì)算等。

　　電荷與自旋是電子的兩個(gè)內(nèi)稟屬性。19世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)開(kāi)始調(diào)控電子的電荷屬性，發(fā)展了以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的微電子學(xué)，奠定了第三次產(chǎn)業(yè)革命的基礎(chǔ)。目前遇到器件功耗增大和制造成本增加的局限，現(xiàn)行模式的微電子工業(yè)的發(fā)展，也必將受到量子效應(yīng)限制。進(jìn)一步利用電子的自旋屬性開(kāi)發(fā)新型的電子自旋器件，具有廣闊的前景，將成為下一輪信息產(chǎn)業(yè)革命的核心技術(shù)之一。

　　電子的自旋特性所引起的量子效應(yīng)，是凝聚態(tài)和材料物理中許多奇妙現(xiàn)象的根源。發(fā)現(xiàn)并理解新型自旋效應(yīng)，在自旋器件中利用和放大這些效應(yīng)，成為當(dāng)前自旋電子學(xué)研究的中心問(wèn)題。

　　2.研究意義與作用

　　除了人類(lèi)生活中無(wú)處不在的經(jīng)典磁性材料，自旋對(duì)計(jì)算機(jī)高密度存儲(chǔ)的快速發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。1988年德國(guó)和法國(guó)科學(xué)家率先發(fā)現(xiàn)的巨磁阻效應(yīng)，在10年的時(shí)間內(nèi)就被全面應(yīng)用于計(jì)算機(jī)硬盤(pán)讀寫(xiě)。不僅帶來(lái)每年上千億美元的市場(chǎng)，也成為現(xiàn)代前沿科學(xué)發(fā)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)典案例。兩位巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者因此獲得2007年諾貝爾物理獎(jiǎng)。

　　巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，僅僅是打開(kāi)了電子自旋屬性應(yīng)用的第一扇大門(mén)。巨磁阻效應(yīng)之后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)隧穿磁電阻效應(yīng)、自旋霍爾效應(yīng)、自旋轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng)等新型的自旋效應(yīng)?；谧孕D(zhuǎn)移力矩效應(yīng)的自旋磁隨機(jī)存儲(chǔ)器即將產(chǎn)業(yè)化，其具有的數(shù)據(jù)非揮發(fā)性的特性將大大降低功耗，可比現(xiàn)在半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)省80%的能耗。自旋電子學(xué)是最有希望在5納米以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)取代傳統(tǒng)半導(dǎo)體晶體管的技術(shù)。

　　由于自旋流將可能取代目前半導(dǎo)體元器件中的電荷流，同時(shí)肩負(fù)信息的傳輸、處理與存儲(chǔ)的作用，因此自旋電子學(xué)必將對(duì)科學(xué)與技術(shù)，以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)起到十分重要的作用。從自旋電子學(xué)的基本原理和迅速發(fā)展的態(tài)勢(shì)來(lái)看，自旋電子技術(shù)和自旋量子信息技術(shù)很可能引起芯片技術(shù)革命性的變革，成為新一代微電子技術(shù)。

　　縱觀歷史發(fā)展，人類(lèi)充分利用了電子的電荷屬性，實(shí)現(xiàn)了第二次與第三次產(chǎn)業(yè)革命;如果進(jìn)一步利用電子自旋的屬性，調(diào)控自旋，將成為第四次產(chǎn)業(yè)革命的核心技術(shù)之一。

　　二、國(guó)際研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)

　　1.隧穿磁電阻效應(yīng)(TMR)研究現(xiàn)狀及其材料和器件應(yīng)用

　　自旋器件的應(yīng)用是基于其中的磁電阻效應(yīng)，因此探索大的磁電阻效應(yīng)，一直是自旋電子學(xué)發(fā)展的中心課題。2001年W. H. Butler等人從理論上預(yù)測(cè)了Fe/MgO/Fe(001)磁性隧道結(jié)將具有高于1000%的巨大隧穿磁電阻。

　　2004年，美國(guó)IBM實(shí)驗(yàn)室的Parkin等人和日本AIST研究所的Yuasa等人，分別利用磁控濺射沉積和分子束外延兩種方法，成功制備出了以單晶MgO(001)為勢(shì)壘的隧道結(jié)材料，室溫下TMR能夠達(dá)到200%，突破了傳統(tǒng)非晶Al-O勢(shì)壘隧道結(jié)的磁電阻僅依賴(lài)于磁電極自旋極化率的限制。目前，實(shí)驗(yàn)上通過(guò)優(yōu)化基于單晶MgO(001)勢(shì)壘的磁性隧道結(jié)制備工藝，室溫隧穿磁電阻比值已超過(guò)600%。

　　2.龐磁電阻效應(yīng)(CMR)研究現(xiàn)狀及其材料和器件應(yīng)用

　　1993年，德國(guó)西門(mén)子公司Helmolt等人在LaBaMnO薄膜中觀察到很大的負(fù)磁電阻效應(yīng)。隨后，Jin等人在外延的LaCaMnO薄膜中觀測(cè)到105%~106%量級(jí)的磁電阻效應(yīng)，并將這一巨大的磁電阻效應(yīng)命名為龐磁電阻效應(yīng)(CMR)。

　　龐磁電阻效應(yīng)的研究是當(dāng)前凝聚態(tài)物理、材料物理的熱點(diǎn)之一，其研究重點(diǎn)一是異質(zhì)結(jié)的研究，主要包括高溫超導(dǎo)體與龐磁電阻材料異質(zhì)結(jié)、鐵電材料與龐磁電阻材料的異質(zhì)結(jié)、多鐵材料與龐磁電阻材料的異質(zhì)結(jié)、高溫超導(dǎo)材料與鐵電材料和龐磁電阻材料的復(fù)合異質(zhì)結(jié)等;二是利用電場(chǎng)脈沖誘導(dǎo)的可逆電阻變化，研制電阻隨機(jī)存儲(chǔ)器(RRAM);三是利用龐磁電阻材料的半金屬特性(Half-metallic)制備磁性元器件，如磁傳感器和磁性隧道結(jié);四是納米尺度下龐磁電阻的演生物性及調(diào)控。復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系在該領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。

　　3.自旋轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng)(STT)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用

　　自旋轉(zhuǎn)移力矩(STT)提供了局域信息寫(xiě)入機(jī)制，由Berger和Slonczewski在1996年理論預(yù)言，隨后康奈爾大學(xué)的Myers等人在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)。

　　基于STT技術(shù)的磁隨機(jī)存儲(chǔ)器(STT-MRAM)成為磁存儲(chǔ)界最重要的目標(biāo)。目前不少公司及風(fēng)險(xiǎn)投資公司專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)STT-MRAM，其中包括Fujitsu，F(xiàn)reescale，Everspin，Avalanche Technology，Spin Transfer Technologies，Grandis等。

　　2016年，美國(guó)Everspin公司開(kāi)發(fā)出256Mbit的STT-MRAM器件。目前，國(guó)際上的STT-MRAM技術(shù)工藝可以和DRAM一較高下，這一領(lǐng)域的目標(biāo)已經(jīng)轉(zhuǎn)向和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM競(jìng)爭(zhēng)。

　　STT-MRAM的研發(fā)需要納米加工技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)只有中科院物理所磁學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室能夠開(kāi)展MRAM原理型器件的基礎(chǔ)性研究。由于資源匱乏，很難在微電子工廠流水線上制備真正的STT-MRAM器件，技術(shù)水平和國(guó)際先進(jìn)水平差距很大。

　　STT技術(shù)也被應(yīng)用到其他自旋器件中，例如自旋邏輯器件、賽道型內(nèi)存(racetrack memory)中。其中最有前景的是IBM公司Parkin研究組設(shè)計(jì)的賽道內(nèi)存。這種存儲(chǔ)器具有高密度、高速度、高可靠性、廉價(jià)等特點(diǎn)。但這種基于磁疇壁移動(dòng)的賽道內(nèi)存的研發(fā)還處于起步階段，最大的問(wèn)題是如何精密控制疇壁移動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)只有相關(guān)的理論研究，實(shí)驗(yàn)研究未見(jiàn)報(bào)道。但在電流驅(qū)動(dòng)的斯格明子的研究方面，中科院合肥強(qiáng)場(chǎng)中心具有較好的前期工作。

　　4.磁電耦合效應(yīng)研究

　　STT-MRAM需要比較大的電流，造成非常大的功率損耗。人們尋求利用電壓來(lái)控制自旋翻轉(zhuǎn)的方法，同時(shí)滿足局域磁矩翻轉(zhuǎn)和低功耗的要求，這就需要磁場(chǎng)和電場(chǎng)的耦合作用。具有自發(fā)磁電耦合的多鐵材料的應(yīng)用前景開(kāi)始受到關(guān)注。

　　目前，對(duì)多鐵材料的研究取得了一些重要進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了一些具有多鐵性的新材料，實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)對(duì)樣品磁矩方向的調(diào)控，及磁場(chǎng)對(duì)電極化方向的調(diào)控。另外，與傳統(tǒng)的離子位移而偏離對(duì)稱(chēng)中心導(dǎo)致的鐵電性的機(jī)制不同，人們發(fā)現(xiàn)了一些新穎的產(chǎn)生多鐵性的機(jī)制，如源于磁阻挫系統(tǒng)自旋序的鐵電性，和源于電荷有序的電子型鐵電性等。

　　多鐵性材料可應(yīng)用于制造新型計(jì)算機(jī)芯片，將目前利用半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)的邏輯運(yùn)算，和由磁性材料實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)功能結(jié)合起來(lái)。最近，Gajek等人利用La0.1Bi0.9MnO3多鐵性薄膜作為自旋過(guò)濾型隧道結(jié)的絕緣層，實(shí)現(xiàn)了四個(gè)不同的存儲(chǔ)態(tài)。國(guó)內(nèi)清華大學(xué)、南京大學(xué)、中科院物理所、硅酸鹽所、復(fù)旦大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)，開(kāi)展了多鐵性材料的研究并取得了一定的進(jìn)展。

　　5.半導(dǎo)體自旋電子學(xué)研究

　　半導(dǎo)體自旋電子學(xué)主要包括兩個(gè)領(lǐng)域：一是半導(dǎo)體磁電子學(xué)，它將磁性功能結(jié)合進(jìn)半導(dǎo)體中，如磁性半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與磁性材料的復(fù)合體。這一領(lǐng)域?qū)⒅苯訉?dǎo)致半導(dǎo)體器件如光絕緣體、磁傳感器、非揮發(fā)性存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)領(lǐng)域是半導(dǎo)體量子自旋電子學(xué)，它主要是指自旋的量子力學(xué)特性在半導(dǎo)體中的應(yīng)用。

　　半導(dǎo)體磁電子學(xué)研究方面，1990年，普渡大學(xué)Datta和A.Das提出了自旋極化場(chǎng)效應(yīng)晶體管(spin-FET)的設(shè)計(jì)方案。與傳統(tǒng)的FET相比，自旋FET有很多優(yōu)點(diǎn)(能使電子自旋翻轉(zhuǎn)，而不是把電子從半導(dǎo)體通道中驅(qū)趕出去，這樣它所需要的能量就小得多，而且自旋翻轉(zhuǎn)的過(guò)程也比驅(qū)趕電子的過(guò)程快得多)，但是至今為止尚無(wú)人制造出這樣的自旋FET。在開(kāi)發(fā)spin-FET過(guò)程中,尋找高居里溫度的稀磁半導(dǎo)體材料，成為自旋電子器件的關(guān)鍵。

　　Spin-FET最大的問(wèn)題是，如何將一束高度自旋極化電流，從磁性材料有效地注入到半導(dǎo)體中。比較常用的有歐姆式自旋注入、隧道結(jié)自旋注入和熱電子自旋注入。實(shí)驗(yàn)上熱電子注入的總效率還很低，有待進(jìn)一步研究。

　　半導(dǎo)體量子自旋電子學(xué)的研究目標(biāo)是：利用基于電子自旋與核自旋的長(zhǎng)自旋相干時(shí)間的半導(dǎo)體器件，來(lái)完成量子信息處理。半導(dǎo)體制造量子計(jì)算機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，它們本身是固態(tài)材料，適于大規(guī)模集成，維度可由量子限制來(lái)控制，并能通過(guò)外加場(chǎng)(如光場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng))控制各種性能。

　　目前的研究包括利用量子點(diǎn)單電子自旋態(tài)作為量子比特制造量子計(jì)算機(jī)，或利用同位素核自旋制造量子計(jì)算機(jī)，或利用量子阱中施主雜質(zhì)的電子自旋，作為量子比特制造量子計(jì)算機(jī)。應(yīng)當(dāng)指出，要獲取最終的量子計(jì)算結(jié)果，需要讀出單個(gè)的核自旋或電子自旋態(tài)。目前已嘗試了很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如利用鐵磁性材料隧穿勢(shì)壘制成自旋過(guò)濾器，以及用單電子晶體管讀出電子波函數(shù)的空間分布等。

　　6.自旋電子學(xué)研究的其它最新進(jìn)展

　　除了上述電子自旋器件的研究之外，近年來(lái)自旋相關(guān)研究領(lǐng)域，還出現(xiàn)了許多新的自旋相關(guān)效應(yīng)，例如自旋霍爾效應(yīng)，自旋塞貝克效應(yīng)等，同時(shí)在有機(jī)材料、反鐵磁材料，石墨烯和拓?fù)浣^緣體等新型材料中的自旋輸運(yùn)現(xiàn)象，成為自旋電子學(xué)發(fā)展中值得關(guān)注的新方向。

　　自旋霍爾效應(yīng)研究：除了在金屬和半導(dǎo)體體系中研究自旋的注入、操作和探測(cè)外，有關(guān)自旋流特別是自旋霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生、操縱和檢測(cè)，正成為構(gòu)筑自旋電子學(xué)框架的另一選擇。自旋霍爾效應(yīng)(SHE)及其反效應(yīng)(反自旋霍爾效應(yīng)，ISHE)，提供了一種在非磁材料中操控自旋的手段，從而可能在非磁材料中實(shí)現(xiàn)自旋的產(chǎn)生。SHE/ISHE可以用在非磁系統(tǒng)中進(jìn)行自旋注入和自旋探測(cè)，這種特性可以用來(lái)設(shè)計(jì)許多自旋功能器件，如光敏自旋器件(偏振光探測(cè)器，自旋場(chǎng)效應(yīng)管，以及通過(guò)SHE來(lái)控制磁矩動(dòng)力學(xué)等)。自旋霍爾效應(yīng)有可能實(shí)際應(yīng)用于自旋電子學(xué)器件。

　　熱自旋電子學(xué)及自旋塞貝克效應(yīng)相關(guān)研究：熱自旋電子學(xué)(Spin Caloritronics)是最近幾年自旋電子學(xué)領(lǐng)域興起的熱門(mén)方向，其本質(zhì)是研究熱流和自旋流之間的耦合關(guān)系。這些研究有利于發(fā)展綠色信息和通訊技術(shù)，發(fā)展更節(jié)能的器件以及重新利用廢棄的熱?，F(xiàn)階段研究主要集中在觀測(cè)和理解自旋賽貝克效應(yīng)(即通過(guò)溫差產(chǎn)生自旋電流)(Spin Seebeck effect)。

　　有機(jī)自旋電子學(xué)研究：有機(jī)半導(dǎo)體材料具有經(jīng)濟(jì)、重量輕、易于大面積生產(chǎn)、分子性質(zhì)易于調(diào)控和器件具有柔韌性等優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)半導(dǎo)體材料的自旋軌道和超精細(xì)相互作用都很弱，導(dǎo)致自旋弛豫時(shí)間很長(zhǎng)，其自旋輸運(yùn)性質(zhì)引起了人們的強(qiáng)烈關(guān)注，近年來(lái)取得了可喜的進(jìn)展，促進(jìn)并發(fā)展出有機(jī)自旋電子學(xué)這一新的交叉研究分支。這個(gè)全新的研究方向，不僅蘊(yùn)含著許多新的物理現(xiàn)象有待揭示，而且具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　反鐵磁材料中自旋效應(yīng)研究：反鐵磁材料也是一種常見(jiàn)磁性材料，其在電子自旋器件中的應(yīng)用源于自旋閥，其中反鐵磁材料作為釘扎層來(lái)調(diào)控鐵磁層的磁矩方向?，F(xiàn)有研究表明，反鐵磁材料的自旋輸運(yùn)性質(zhì)可以應(yīng)用于電子自旋器件，為電子自旋器件的設(shè)計(jì)提供了新的思路。

　　二維電子材料和拓?fù)浣^緣體中的自旋電子學(xué)研究：石墨烯和拓?fù)浣^緣體是近年來(lái)凝聚態(tài)物理研究的熱點(diǎn)材料，它們都是二維電子體系，具有相似的狄拉克錐的二維電子能帶結(jié)構(gòu);但是石墨烯和拓?fù)浣^緣體具有非常不同的自旋軌道耦合強(qiáng)度，因此兩者應(yīng)該具有不同的自旋散射機(jī)制。由于石墨烯和拓?fù)浣^緣體的獨(dú)特物理性質(zhì)，研究其中的自旋注入和輸運(yùn)特性，探索利用其進(jìn)行自旋器件設(shè)計(jì)，成為目前自旋電子學(xué)研究中的一個(gè)新興熱點(diǎn)研究方向。

　　三、我國(guó)研究現(xiàn)狀與水平

　　我國(guó)從事自旋電子學(xué)研究的主要單位包括復(fù)旦大學(xué)，中科院物理所、半導(dǎo)體所、沈陽(yáng)金屬所、強(qiáng)磁場(chǎng)中心，清華大學(xué)、南京大學(xué)、電子科技大學(xué)、山東大學(xué)等。

　　其中在氧化物自旋電子學(xué)(復(fù)旦大學(xué))、二維電子與拓?fù)浣^緣體自旋電子學(xué)(清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué))、磁電耦合(中科院物理所、清華大學(xué))、稀磁半導(dǎo)體(中科院半導(dǎo)體所)等研究領(lǐng)域處于國(guó)際前列。

　　在磁性傳感器方面也有多家公司進(jìn)行研發(fā)。但由于與微電子產(chǎn)業(yè)的結(jié)合不夠，在STT-RAM等方面的工作近乎空白。

　　發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在新型電子自旋器件的研發(fā)上投入大量資金和資源，但是大多數(shù)自旋器件尚處于研發(fā)階段，沒(méi)有市場(chǎng)化，即使最具希望的磁隨機(jī)存儲(chǔ)器亦如此，還有大量的科學(xué)問(wèn)題有待解決。

　　因此如果我們加大對(duì)新型自旋器件的研究力度，走自主創(chuàng)新的道路，采用新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，極有可能抓住電子自旋器件發(fā)展的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，研究成果將有助于我國(guó)在未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)的新一輪競(jìng)爭(zhēng)中獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

　　四、我國(guó)進(jìn)一步研究重點(diǎn)與對(duì)策建議

　　近20年來(lái)，以高密度磁存儲(chǔ)和超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，將人類(lèi)帶入全球信息化時(shí)代。同美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在磁記錄和微電子工業(yè)上一直處于落后地位，因此在新一輪高科技競(jìng)爭(zhēng)中，我們必須盡早布局自旋電子學(xué)研究，如自旋場(chǎng)效應(yīng)晶體管、自旋發(fā)光二極管、自旋共振隧穿器件、太赫茲頻段的光開(kāi)關(guān)以及量子計(jì)算機(jī)與量子通訊中的量子比特等。

　　我國(guó)要在自旋電子學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)趕超，急需探索新型自旋材料體系及相應(yīng)的自旋信息處理架構(gòu)。傳統(tǒng)的自旋電子器件涉及多種磁性金屬、半導(dǎo)體、絕緣體的復(fù)合，化學(xué)界面繁多復(fù)雜。雖然基于自旋轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng)的自旋磁隨機(jī)存儲(chǔ)器件研究已經(jīng)有了重要進(jìn)展，但對(duì)界面要求更高的自旋邏輯運(yùn)算及多比特自旋存儲(chǔ)器件方面的進(jìn)展還十分有限。

　　針對(duì)這一自旋電子學(xué)領(lǐng)域的瓶頸，我們應(yīng)開(kāi)展一個(gè)全新的研究方向：關(guān)聯(lián)電子材料自旋電子學(xué)，即利用關(guān)聯(lián)電子體系含不同自旋序的多量子態(tài)共存的特性及其高度可調(diào)控性，通過(guò)外場(chǎng)限域調(diào)控，實(shí)現(xiàn)無(wú)化學(xué)界面的不同自旋序的空間可控排列,在同一材料中實(shí)現(xiàn)非揮發(fā)性自旋存儲(chǔ)與邏輯運(yùn)算的集成，從而建立新型的非馮·諾依曼自旋信息處理架構(gòu)。

　　我們已經(jīng)錯(cuò)失了前三次產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇，現(xiàn)在微電子學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。如果我國(guó)能夠抓住自旋電子學(xué)研究所賦予的機(jī)遇，就有可能在信息產(chǎn)業(yè)的新一輪競(jìng)爭(zhēng)中取得主動(dòng)和優(yōu)勢(shì)，順利實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的升級(jí)換代。

　　我們建議集中國(guó)內(nèi)自旋器件研究的優(yōu)勢(shì)單位，面向國(guó)家信息應(yīng)用研發(fā)的重大需求，開(kāi)發(fā)新型且有直接應(yīng)用前景的自旋器件，力爭(zhēng)使我國(guó)的自旋器件研究進(jìn)入國(guó)際一流，在MRAM及存儲(chǔ)介質(zhì)、半導(dǎo)體自旋電子器件、高頻自旋微波器件、磁電耦合器件以及自旋傳感器應(yīng)用方面取得實(shí)質(zhì)性的突破，為我國(guó)抓住產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新和跨越式發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。同時(shí)期待在自旋器件研發(fā)中的一些關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題上獲得重大突破，為我國(guó)今后在信息、材料等高科技領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　本報(bào)告為科技創(chuàng)新戰(zhàn)略研究專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目“重點(diǎn)科技領(lǐng)域發(fā)展熱點(diǎn)跟蹤研究”(編號(hào)：ZLY2015072)研究成果之一。

　　本文特約編輯：姜念云