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Strain-mediated magnetoelectric control of tunneling magnetoresistance in magnetic tunneling junction/ferroelectric hybrid structures

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Chinese Physics B 2022年第9期31卷 532-539页

作者： Wenyu Huang Cangmin Wang Yichao Liu Shaoting Wang Weifeng Ge huaili qiu Yuanjun Yang Ting Zhang Hui Zhang Chen Gao School of Physics Hefei University of TechnologyHefei 230009China School of Microelectronics Hefei University of TechnologyHefei 230009China Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale(HFNL) University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China School of Physical Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

Because of the wide selectivity of ferromagnetic and ferroelectric(FE)components,electric-field(E-field)control of magnetism via strain mediation can be easily realized through composite multiferroic ***,an MgO-based magnetic tunnel junction(MTJ)is chosen rationally as the ferromagnetic constitution and a high-activity(001)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.7)Ti_(0.3)O_(3)(PMN-0.3PT)single crystal is selected as the FE component to create a multiferroic MTJ/FE hybrid *** shape of tunneling magnetoresistance(TMR)versus in situ E-fields imprints the butterfly loop of the piezo-strain of the FE without magnetic-field *** E-field-controlled change in the TMR ratio is up to-0.27%without magnetic-field ***,when a typical magnetic field(~±10 Oe)is applied along the minor axis of the MTJ,the butterfly loop is changed significantly by the E-fields relative to that without magnetic-field *** suggests that the E-field-controlled junction resistance is spin-dependent and correlated with magnetization switching in the free layer of the *** addition,based on such a multiferroic heterostructure,a strain-gauge factor up to approximately 40 is achieved,which decreases further with a sign change from positive to negative with increasing magnetic *** multiferroic hybrid structure is a promising avenue to control TMR through E-fields in low-power-consumption spintronic and straintronic devices at room temperature.

关键词： tunneling magnetoresistance magneti tunnel junction(MTJ) multiferroic heterostructure magnetoelectric coupling

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柔性触觉传感器用导电橡胶的纳米SiO2改性技术

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仪器仪表学报 2009年第5期30卷 949-953页

作者：黄英张玉刚仇怀利葛运建合肥工业大学应用物理系合肥230009 中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031

分析了纳米SiO2的特性及其对柔性触觉传感器改性技术的机理。文中通过进行纳米材料对柔性触觉传感器用敏感材料导电橡胶的掺杂实验,研究了添加纳米SiO2对导电橡胶的导电性、电阻蠕变特性和温度稳定性的影响结果,并分析了其对触觉传感器... 详细信息

分析了纳米SiO2的特性及其对柔性触觉传感器改性技术的机理。文中通过进行纳米材料对柔性触觉传感器用敏感材料导电橡胶的掺杂实验,研究了添加纳米SiO2对导电橡胶的导电性、电阻蠕变特性和温度稳定性的影响结果,并分析了其对触觉传感器的线性、滞后、重复性的改善。并通过对添加不同含量和未添加纳米粒子的材料的性能对比,获得了纳米SiO2的添加质量份数为3%时的触觉传感器综合特性指标较好。实验结果表明了纳米材料对柔性触觉传感器材料的良好改性作用。

关键词：纳米SiO2 导电橡胶柔性触觉传感器

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力敏导电橡胶中的应变和压阻效应及工作原理分析

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高分子材料科学与工程 2011年第5期27卷 112-115页

作者：刘平黄英仇怀利张玉刚葛运建合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230009 中国科学院合肥智能机械研究所安徽合肥230031

分析了应变和压阻效应对"负压力-电阻特性"(NPC)的影响程度,揭示出力敏导电橡胶的工作原理。当填料用量处在渗流区中心时,电阻率的减小在NPC效应中占主导,导电橡胶的工作原理主要为压阻效应。随着填料用量的增多,电阻几何系数的减小在NP... 详细信息

分析了应变和压阻效应对"负压力-电阻特性"(NPC)的影响程度,揭示出力敏导电橡胶的工作原理。当填料用量处在渗流区中心时,电阻率的减小在NPC效应中占主导,导电橡胶的工作原理主要为压阻效应。随着填料用量的增多,电阻几何系数的减小在NPC效应中起主导,其工作原理主要为应变效应。在某一特定填料用量范围,力敏导电橡胶的工作原理还与压力大小有关。压力较小时,电阻率的减小在NPC效应中占主导,其工作原理主要为压阻效应;压力较大时,电阻几何系数的减小在NPC效应中占主导,其工作原理主要为应变效应。

关键词：应变效应压阻效应导电橡胶柔性触觉传感器

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辐射场中NaI(TI)闪烁体探测器响应全过程模拟

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应用光学 2023年第5期44卷 967-974页

作者：俞赛云仇怀利李佳朱涛宋逢泉合肥工业大学物理学院安徽合肥230601 中国科学技术大学核科学技术学院安徽合肥230031 福建省辐射环境监督站福建福州350013

NaI(TI)探测器是典型的闪烁体辐射探测器,其探测过程涉及辐射能量沉积、可见光信号产生与输运、光电转换与信号处理等物理过程。首先利用蒙特卡罗方法、Birks公式及射线追迹程序,开展了射线粒子在晶体中转为可见光输出过程的计算分析,... 详细信息

NaI(TI)探测器是典型的闪烁体辐射探测器,其探测过程涉及辐射能量沉积、可见光信号产生与输运、光电转换与信号处理等物理过程。首先利用蒙特卡罗方法、Birks公式及射线追迹程序,开展了射线粒子在晶体中转为可见光输出过程的计算分析,并结合光电倍增管和信号处理电路的指标参数进行模拟仿真,得出探测器最终输出的脉冲电压信号参数;然后,在^(137)Cs源辐射场中采用Φ50 mm×50 mm NaI(TI)晶体耦合光电倍增管开展实验验证,实验测得探测器输出脉冲信号的上升/下降时间比为0.39,与模拟计算数值0.36相比,相差约7.69%,表明模拟计算模型的输出结果与实测数据基本符合,初步证明了论文的模拟计算模型及计算分析过程的正确性。论文提出的方法,对于深入理解辐射粒子激发的荧光可见光在晶体闪烁体中的传输规律和闪烁体辐射探测器系统的优化设计,具有一定参考意义。

关键词：辐射探测 NaI(TI)晶体蒙特卡罗可见光传输

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计算机控激光三维立体显示技术

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中国科技信息 2008年第22期 47-48页

作者：仇怀利陆莉娟合肥工业大学应用物理系安徽大学电子科学与技术学院合肥工业大学光电技术研究院

在很多领域,三维立体显示与普通二维显示或者在二维显示器上模拟显示三维信息相比,有更多的优势。本文首先简要介绍了三维立体显示的发展以及几种主要类型,然后主要介绍计算机控激光三维立体显示的基本原理、关键技术及其解决方案以及... 详细信息

在很多领域,三维立体显示与普通二维显示或者在二维显示器上模拟显示三维信息相比,有更多的优势。本文首先简要介绍了三维立体显示的发展以及几种主要类型,然后主要介绍计算机控激光三维立体显示的基本原理、关键技术及其解决方案以及主要性能指标,然后对采用该技术的激光三维立体显示的应用前景进行了介绍。

关键词：三维立体显示声光调制声光扫描旋转屏幕

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用于太阳能热水器的流量自动控制系统

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中国科技信息 2008年第7期 66-67页

作者：陆莉娟仇怀利合肥工业大学光电技术研究院230009安徽大学电子科学与技术学院230039 合肥工业大学应用物理系

设计了一种以MSC51单片机为核心的,用于太阳能热水器的流量自动控制系统,阐述了该系统的结构组成与工作原理,提出了硬件和软件的设计方法,并给出了程序的部分框图。用此系统对太阳能热水器流量进行自动控制取得了很好的效果,同时,该系... 详细信息

设计了一种以MSC51单片机为核心的,用于太阳能热水器的流量自动控制系统,阐述了该系统的结构组成与工作原理,提出了硬件和软件的设计方法,并给出了程序的部分框图。用此系统对太阳能热水器流量进行自动控制取得了很好的效果,同时,该系统还可用于其它需要自动流量控制的场合。

关键词：单片机流量计传感器自动控制

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TiO2/Bi2Se3复合材料的制备及光电化学性能

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半导体技术 2020年第1期45卷 52-57页

作者：王超帅仇怀利李思寒张栋沈周阳李中军合肥工业大学电子科学与应用物理学院

以二氧化钛(TiO2)为衬底,利用分子束外延(MBE)法制备了高质量的拓扑绝缘体硒化铋(Bi2Se3)薄膜。实验中,Bi与Se的流量比控制在1∶10左右,制得的薄膜厚度约为50 nm。利用反射高能电子衍射仪,对在TiO2(001)衬底上生长的Bi2Se3薄膜样品表面... 详细信息

以二氧化钛(TiO2)为衬底,利用分子束外延(MBE)法制备了高质量的拓扑绝缘体硒化铋(Bi2Se3)薄膜。实验中,Bi与Se的流量比控制在1∶10左右,制得的薄膜厚度约为50 nm。利用反射高能电子衍射仪,对在TiO2(001)衬底上生长的Bi2Se3薄膜样品表面进行原位表征,可以看到清晰明亮的衍射条纹。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计和电化学工作站等测试手段对TiO2/Bi2Se3的晶体结构、表面形貌、光学和光电化学性质进行表征。结果表明,经Bi2Se3改性后的TiO2薄膜,在可见-红外区仍有较强的吸收峰,与纯TiO2薄膜相比,大大提高了其对太阳光的吸收利用率。在Bi2Se3和TiO2上分别蒸镀铟电极和金电极,将其制成光伏型光电探测器,并测试了样品在不同波长激光下的光响应特性及高频响应速度。

关键词：拓扑绝缘体硒化铋(Bi2Se3) 二氧化钛(TiO2) 分子束外延(MBE) 光响应

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单层Bi_2Se_3拓扑绝缘体薄膜电子结构与光学性质的理论研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2018年第12期41卷 1647-1651页

作者：陈实李国祥宋玲玲仇怀利李中军合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230009

文章利用第一性原理计算研究了厚度为1QL(quintuple layer)的Bi_2Se_3单层薄膜的成键特点、电子结构和光学性质。电荷密度差分分析表明,1QL薄膜内Bi与Se原子层间除表现为强度不同的共价键成分外,还有电荷转移引起的弱的离子键成分。光... 详细信息

文章利用第一性原理计算研究了厚度为1QL(quintuple layer)的Bi_2Se_3单层薄膜的成键特点、电子结构和光学性质。电荷密度差分分析表明,1QL薄膜内Bi与Se原子层间除表现为强度不同的共价键成分外,还有电荷转移引起的弱的离子键成分。光学性质计算表明,薄膜的光学性质表现出不同于体相的特征。介电函数虚部在低能区和高能区分别出现2个多峰结构,而且相对于体相,2个多峰结构分别发生明显的蓝移和红移现象。低能区的蓝移与近期的实验结果是一致的,而高能区的红移是首次预测的。结合电子结构计算,把蓝移和红移归因于表面电子态之间以及表面与体电子态之间耦合作用所致。此外,相对于体相,在介电函数实部和电子能量损失谱中也观察到峰位移动,而且反射系数的多峰结构的能量分布范围比较广,表明薄膜具有较低的光学透明度。

关键词：拓扑绝缘体 Bi2Se3薄膜电子结构光学性质蓝移

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基于卡诺图的QCA电路结构优化方法

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2021年第6期44卷 771-776页

作者：朱仁俊黄荣俊宋志鑫仇怀利张永强合肥工业大学电子科学与应用物理学院安徽合肥230601 成功大学物理系中国台湾台南701

量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)由于其特殊的工作方式以及行为特点被视为潜在代替CMOS的新型技术之一。文章基于QCA提出一种简化现有电路结构并指导电路优化设计的方法,通过对比QCA元胞间响应器件提出QCA类IP核概念... 详细信息

量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)由于其特殊的工作方式以及行为特点被视为潜在代替CMOS的新型技术之一。文章基于QCA提出一种简化现有电路结构并指导电路优化设计的方法,通过对比QCA元胞间响应器件提出QCA类IP核概念,并基于类IP核提出卡诺图优化电路结构的方法;在应用方面,选取了QCA类IP核中较为经典的异或类IP核对2项最小项和电路中最为复杂的电路进行优化,电路规模从三输入扩展至n输入;用工具QCADesigner验证优化电路的正确性,同时比较分析了优化电路与原电路各方面的性能参数。实验结果表明,基于类IP核卡诺图方法设计的电路各个性能指标均有提升,且输入位数越多越明显。

关键词：量子元胞自动机(QCA) 类IP核卡诺图优化方法最小项电路

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拓扑绝缘体Bi2Se3光电性能研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2019年第10期42卷 1353-1356页

作者：周勇仇怀利王朝东徐伟陈实李中军合肥工业大学电子科学与应用物理学院

文章基于分子束外延法(molecular beam epitaxy,MBE)制备高质量的硒化铋(Bi 2Se 3)薄膜,运用反射式高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffraction,RHEED)表征样品的生长质量。在Bi 2Se 3和Ge上将蒸镀铟(In)电极和银(Ag)电极分开,并将其制成肖特基结光电探测器,据此测量了样品在不同波长激光和不同温度下的光响应特性及低温对样品的影响,并通过计算样品的响应度、开关比、探测率等参数分析了拓扑绝缘体在光电探测方面的应用前景。

关键词：拓扑绝缘体硒化铋锗分子束外延光响应

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