团队负责人：王澜（ https://orcid.org/0000-0001-7124-2718 ）
团队成员：杨远俊，安琳琳、葛威锋、仇怀利、陈美霞、毛小丽
中国科学院院士陈仙辉教授指出：新材料支撑人类未来发展。低维磁性与自旋电子器件研究团队致力于探索新型低维磁性、拓扑以及多铁性材料及其异质结，研究其演生物态与性能调控规律，构建新型低能耗电子器件。这是当今凝聚态物理最重要的研究领域之一，旨在服务国家在下一代低功耗、超快以及高密度芯片和电子器件领域的重大战略需求。基于当前国际形势，发展完全独立自主的芯片工业和电子器件制造业已上升为国家战略，国家在这方面制定了相关政策并投入了大量资金进行攻关。该研究团队正是在这一背景下形成的，正积极探索低维磁性/多铁性新材料及其异质结，发展物态调控新原理与新方法，结合凝聚态理论和第一性原理计算，揭示超出经典物理的新效应产生机理及其调控规律，构建低功耗、超快电子器件，包括低维自旋电子器件、拓扑电子器件、新型储能器件、光电流器件、神经元和类脑计算器件等，并积极推进这些器件的工业化应用，建立新型低维材料→物理规律→演示器件→集成电路或芯片的研究路线，为解决我国芯片“卡脖子”问题提供实验基础。研究团队曾经或正在主持基金委面上项目和青年项目多项；参与基金委重点项目和科技部重点研发计划项目多项以及其他省部级项目若干，在Phys. Rev. Lett.、Sci. Adv.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Nano Lett.、Appl. Phys. Lett.等期刊上发表高水平研究论文50余篇。
1、研究方向
研究团队围绕当今凝聚态物理研究前沿：低维范德瓦尔斯晶体自旋、晶格、电荷与轨道自由度的竞争与耦合机制以及维度效应协同作用而演生的新颖物态与调控规律，主要开展以下两个方向研究：
1) 低维磁性和拓扑材料物态调控
探索新型低维材料体系（磁性、多铁性、铁电和拓扑材料体系等），发展新奇物态调控新原理和新方法，揭示演生效应的产生机理及其调控规律。
2) 自旋电子器件及其关键基础研究
基于低维磁性材料新颖物态，构建二维场效应晶体管、自旋—轨道转矩器件和磁隧道结等新型电子器件，进而突破传统电子器件功率与尺寸极限，为后摩尔时代信息技术奠定关键物理基础。
2、研究平台与设备
研究团队目前搭建了低维磁性材料与自旋电子器件研究平台，包括样品制备平台、器件微纳加工平台和样品物性与器件性能表征平台，部分实验设备有：
1） 二维材料机械剥离与转移系统
2） 超高真空磁控溅射与手套箱互联系统
3） 分子束外延系统
4） 氧化物薄膜溅射系统
5） 电极制备系统
6） 等离子清洗机
7） 紫外光刻系统
8） 电子束刻蚀系统
9） 综合物性测量系统（PPMS）
10） 激光克尔显微系统
11） 铁磁共振测试系统
12） 霍尔效应测量系统
13） 磁阻测量系统
14） 磁光表征系统
15） 压电力和磁力显微系统
16） 探针台
3、成员简介
王澜，博士，“斛兵学者”II类教授，皇家墨尔本理工大学荣誉教授，博士生导师，研究团队负责人。研究领域：低维磁性材料物态调控、拓扑物态、自旋电子器件物理等。
杨远俊，博士，副研究员，博士生导师。研究领域：低维磁性材料物态调控、自旋电子器件物理和同步辐射先进表征技术与方法。
安琳琳，博士，讲师。研究领域：低维磁性材料输运性质及调控。
葛威锋，博士，实验师。研究领域：低维磁性材料物性表征及调控。
陈美霞，硕士，高级实验师。研究领域：低维磁性材料制备。
仇怀利，博士，副教授，硕士生导师。研究领域：低维磁性材料和拓扑绝缘体输运性质。
毛小丽，博士，副教授，硕士生导师。研究领域：低维磁性材料制备。
4、 成果及获奖
1) Guolin Zheng, Cheng Tan, Zheng Chen, Maoyuan Wang, Xiangde Zhu, Sultan Albarakati, Meri Algarni, James Partridge, Lawrence Farrar, Jianhui Zhou*, Wei Ning*, Mingliang Tian*, Michael S. Fuhrer & Lan Wang*. Electrically controlled superconductor-tofailed insulator transition and giant anomalous Hall effect in kagome metal CsV3Sb5 nanoflakes. Nature Communications 4, 678 (2023).
2) Cheng Jia*, Shuangxiang Wu, Jinze Fan, Chaojie Luo, Minghui Fan, Ming Li, Lanping He, Yuanjun Yang*, and Hui Zhang*. Ferroelectrically Modulated and Enhanced Photoresponse in Self-Powered α-In2Se3/Si Heterojunction Photodetector. ACS Nano 17, 6534−6544 (2023).
3) Peng Liu, Bin Lei, Xianhui Chen, Lan Wang and Xiaolin Wang. Superior carrier tuning in ultrathin superconducting materials by electric- field gating. Nat. Rev. Phys. 4, 336 (2022).
4) Sultan Albarakati, Wen-Qiang Xie, Cheng Tan, Guolin Zheng, Meri Algarni, Junbo Li, James Partridge, Michelle J. S. Spencer, Lawrence Farrar, Yimin Xiong, Mingliang Tian, Xiaolin Wang, Yu-Jun Zhao, and Lan Wang. Electric Control of Exchange Bias Effect in FePS3–Fe5GeTe2 van der Waals Heterostructures. Nano Lett. 22, 6166 (2022).
5) Wenyu Huang, Cangmin Wang, Yichao Liu, Shaoting Wang, Weifeng Ge, H. L. Qiu, Yuanjun Yang*, T. Zhang*, Hui Zhang, and Chen Gao. Strain-Mediated Magnetoelectric Control of Tunneling Magnetoresistance in Magnetic Tunneling Junction/Ferroelectric Hybrid Structures. Chin. Phys. B 31, 097502 (2022).
6) Pankaj Bhalla, Ming-Xun Deng, Rui-Qiang Wang, Lan Wang, Dimitrie Culcer. Nonlinear Ballistic Response of Quantum Spin Hall Edge States. Phys. Rev. Lett. 127, 206801 (2021).
7) Guolin Zheng, Maoyuan Wang, Xiangde Zhu, Cheng Tan, Jie Wang, Sultan Albarakati, Nuriyah Aloufi, Meri Algarni, Lawrence Farrar, Min Wu, Yugui Yao, Mingliang Tian, Jianhui Zhou, Lan Wang. Tailoring Dzyaloshinskii-Moriya interaction in a transition metal dichalcogenide by dual-intercalation. Nat. Commun. 12, 3639 (2021).
8) Cheng Tan, Ming-Xun Deng, Guolin Zheng, Feixiang Xiang, Sultan Albarakati, Meri Algarni, Lawrence Farrar, Saleh Alzahrani, James Partridge, Jia Bao Yi, Alex R. Hamilton, Rui-Qiang Wang, and Lan Wang. Spin-Momentum Locking Induced Anisotropic Magnetoresistance in Monolayer WTe2. Nano Lett. 21, 9005 (2021).
9) Yuanjun Yang*, Zhenlin Luo, Shutong Wang, Wenyu Huang, Guilin Wang, Cangmin Wang, Yingxue Yao, Hongju Li, Zhili Wang, Jingtian Zhou, Yongqi Dong, Yong Guan, Yangchao Tian, Ce Feng, Yonggang Zhao, Chen Gao, and Gang Xiao. Electric-field-assisted non-volatile magnetic switching in a magnetoelectronic hybrid structure. iScience 24, 102734 (2021)
10) Cheng Tan, Wen-Qiang Xie, Guolin Zheng, Nuriyah Aloufi, Sultan Albarakati, Meri Algarni, Junbo Li, James Partridge, Dimitrie Culcer, Xiaolin Wang, Jia Bao Yi, Mingliang Tian, Yimin Xiong, Yu-Jun Zhao, and Lan Wang. Gate-Controlled Magnetic Phase Transition in a van der Waals Magnet Fe3GeTe2. Nano Lett. 21, 5599 (2021).
11) Yuanjun Yang, Guilin Wang, Wenyu Huang, Cangmin Wang, Yingxue Yao, Xiaoli Mao, Hui Lin, Ting Zhang, Huaili Qiu, Zhongjun Li, Hui Zhang, Yuewei Yin, Jinhua Guo, Yong Guan, Wensheng Yan, Zhenlin Luo, Chongwen Zou, Yangchao Tian, Gang Xiao, Xiaoguang Li, Chen Gao. Reversible optical control of the metal–insulator transition across the epitaxial heterointerface of a VO2/Nb:TiO2 junction. SCIENCE CHINA-Materials, 64(7), 1687-1702 (2021).
12) Guolin Zheng, Wen-Qiang Xie, Sultan Albarakati, Meri Algarni, Cheng Tan, Yihao Wang, Jingyang Peng, James Partridge, Lawrence Farrar, Jiabao Yi, Yimin Xiong, Mingliang Tian, Yu-Jun Zhao, Lan Wang. Gate-Tuned Interlayer Coupling in van der Waals Ferromagnet Fe3GeTe2 Nanoflakes. Phys. Rev. Lett. 125, 047202 (2020).
13) David A. Broadway, Sam C. Scholten, Cheng Tan, Nikolai Dontschuk, Scott E. Lillie, Brett C. Johnson, Guolin Zheng, Zhenhai Wang, Artem R. Oganov, Shangjie Tian, Chenghe Li, Hechang Lei, Lan Wang, Lloyd C. L. Hollenberg, and Jean-Philippe Tetienne. Imaging Domain Reversal in an Ultrathin Van der Waals Ferromagnet. Adv. Mater. 32, 2003314 (2020).
14) Hareem Khan, Nasir Mahmood, Ali Zavabeti, Aaron Elbourne, Md. Ataur Rahman, Bao Yue Zhang, Vaishnavi Krishnamurthi, Paul Atkin, Mohammad B. Ghasemian, Jiong Yang, Guolin Zheng, Anil R. Ravindran, Sumeet Walia, Lan Wang, Salvy P. Russo, Torben Daeneke, Yongxiang Li, Kourosh Kalantar-Zadeh. Liquid metal-based synthesis of high performance monolayer SnS piezoelectric nanogenerators. Nat. Commun. 11, 3449 (2020).
15) Sultan Albarakati, Cheng Tan, Hong-Jia Chen, James G. Partridge, Guolin Zheng, Lawrence Farrar, Edwin L. H. Mayes, Matthew R. Field, Changgu Lee, Yihao Wang, Yiming Xiong, Mingliang Tian, Feixiang Xiang, Alex R. Hamilton, Oleg A. Tretiakov, Dimitrie Culcer, Yu-Jun Zhao, Lan Wang. Antisymmetric magnetoresistance in van der Waals Fe3GeTe2/graphite/Fe3GeTe2 trilayer heterostructures. Sci. Adv. 5, eaaw0409 (2019).
16) Bin Hong, Yuanjun Yang,* Kai Hu, Yongqi Dong, Jingtian Zhou, Yue Zhang, Weisheng Zhao, Zhenlin Luo,* and Chen Gao,* Strain engineering on the metal-insulator transition of VO2/TiO2 epitaxial films dependent on the strain state of vanadium dimers, Applied Physics Letters 115, 251605 (2019).
17) Yuanjun Yang*, Xiaoli Mao, Yingxue Yao, Haoliang Huang, Yalin Lu, Linbao Luo, Xingmin Zhang, Guangzhi, Yin, Tieying Yang, and Xingyu Gao. Thickness effects on the epitaxial strain states and phase transformations in (001)-VO2/TiO2 thin films. Journal of Applied Physics 125, 082508 (2019).
18) Yang Liu, Jean Besbas, Yi Wang, Pan He, Mengji Chen, Dapeng Zhu, Yang Wu, Jong Min Lee, Lan Wang, Jisoo Moon, Nikesh Koirala, Seongshik Oh, Hyunsoo Yang. Direct visualization of current-induced spin accumulation in topological insulators. Nat. Commun. 9, 2492 (2018).
19) Cheng Tan, Jinhwan Lee, Soon-Gil Jung, Tuson Park, Sultan Albarakati, James Partridge, Matthew R. Field, Dougal G. McCulloch, Lan Wang, Changgu Lee. Hard magnetic properties in nanoflake van der Waals Fe3GeTe2. Nat. Commun. 9, 1554 (2018).
20) Yuanjun Yang, Yingxue Yao, Lei Chen, Haoliang Huang, Benjian Zhang, Hui Lin, Zhenlin Luo, Chen Gao, Y. L. Lu, Xiaoguang Li, Gang Xiao*, Ce Feng, and Y. G. Zhao, Controlling the anomalous Hall effect by electric-field-induced piezo-strain in Fe40Pt60/(001)-Pb(Mg1/3Nb2/3)0.67Ti0.33O3 multiferroic heterostructures, Applied Physics Letters 112, 033506 (2018).
21) Yuanjun Yang#,*, Haoliang Huang, Zhenlin Luo, Chen Gao, Xiaoguang Li, and C. F. Tao, Electric-field control of magnetic anisotropy rotation in multiferroic Ni/(011)-Pb(Mg2/3Nb1/3)0.7Ti0.3O3 heterostructures, Journal of Applied Physics 2017, 122(13), 134105(1-6). (Selected as Feature article)
22) American Physical Society, March Meeting, 2022, ‘Protonic gate tuned magnetic properties in van der Waals materials and heterostructures’, Chicago, USA, Invited talk.
23) The 12th Recent Progress in Graphene and 2D Materials Research Conference, RPGR 2021, ‘2D ferromagnetism and spintronic devices based on van der Waals heterostructures’, Seoul, Korea, Invited talk.
24) International Conference on Energy and Environmental Materials 2020 (EEM2020), 2020, ‘Antisymmetric magnetoresistance in Fe3GeTe2/graphite/Fe3GeTe2 van der Waals heterostructures’, Gold Coast, Australia.
25) International Conference on Nanoscience and Nanotechnology (ICONN), 2020, ‘Antisymmetric magnetoresistance in Fe3GeTe2/graphite/Fe3GeTe2 van der Waals heterostructures’, Brisbane, Australia, Invited talk.
26) Gordon Godfrey workshop on spins, topology and strong electron correlations, 2019, ‘Antisymmetric magnetoresistance in Fe3GeTe2/graphite/Fe3GeTe2 van der Waals heterostructures’, Sydney, Australia. Invited talk.
27) International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (AMN 9), Feb 2019, ‘2D ferromagnetism and spintronic devices based on van der Waals heterostructures’, Wellington, New Zealand. Invited talk.
28) International Symposium on Future Materials, 2019, ‘2D materials and spintronic devices based on van der Waals heterostructures’, Wollongong, Australia.
29) International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN), 2018, ‘2D ferromagnetism and spintronic devices based on van der Waals heterostructures, Newcastle’, Australia. Invited talk.
30) 国家自然科学基金委员会，重点项目，2023-01至2027-12，在研，参加。
31) 合肥微尺度物质科学国家研究中心开放课题面上项目，2020-12至2022-11，在研，主持。
32) 国家自然科学基金委员会，面上项目，2021-01至2024-12，在研，主持。
33) 国家自然科学基金委员会，面上项目，2018-01至2021-12，结题，参加。
34) 科技部重点研发计划，2016-07至2021-06，结题，参加。
35) 国家自然科学基金委员会，重点项目，2015-01至2019-12，结题，参加。
36) 国家自然科学基金青年科学基金项目，2015-01-2017-12，结题，主持。
37) 安徽省自然科学基金青年项目，2015-07至2017-06，结题，主持。
38) 国家自然科学基金面上项目，2014-01至2017-12，结题，参加。
39) 中国物理学会同步辐射专业委员会第四届“青年之光”优秀青年论文奖，中国物理学会同步辐射专业委员会。
5、 合作研究
1) 中国科学技术大学、华南师范大学、华南理工大学等
2) 皇家墨尔本理工、莫纳什大学、卧龙岗大学、新兰威尔士大学等
3) 新加坡国立大学、南洋理工等
4) 上海光源、合肥光源等
6、 招生计划
每年招收博士研究生2名以上，硕士研究生10名以上。联系方式：wanglan@hfut.edu.cn。
7、招聘计划
长期招聘国内、外博士后人员、青年教师等。联系方式：wanglan@hfut.edu.cn。
电话: 0551-62903603
邮编: 230601
学校地址:安徽省合肥市经济技术开发区大学城翡翠路420号