赵宏武

简介:
1991年毕业于天津大学物理系，1997年于南京大学物理系获得博士学位。2000年在德国马普金属所作访问学者。2001-2003 年在加州大学伯克利校区和劳伦斯－伯克利国家实验室作研究助理。2005-2007年期间多次在德国马普微结构物理所进行工作访问。现任物理所研究员、博士生导师。

主要研究方向:

未来信息存储与处理器件面临着尺寸减小导致的量子尺寸效应的挑战。如何实现对现有经典存储信息器件的升级，克服当前信息技术瓶颈的重要物理问题，以及开拓新的基于量子效应的量子信息存储与处理器件，是我们当前需要研究的前沿课题。我们将通过开拓先进实验技术，研究固态体系中电子、自旋、原子和受限系统与量子信息相关的物理现象，探索量子调控在信息器件中的应用，最终实现经典信息存储器件的升级换代以及固态量子计算和信息处理。主要研究内容包括：
1.单畴壁自旋电子学。 电子除电荷外还有自旋属性。基于电场控制电荷的大规模半导体集成电路是上世纪信息产业蓬勃发展的核心基础。当自旋电子学器件尺寸减小，畴壁引起的自旋电子额外散射越发重要，控制单个畴壁引起的电子自旋相关散射，将在量子和经典信息存储和处理过程中催生一系列基于电子自旋调控的新型电子学材料和器件。
2.基于阻变效应的信息存储与神经网络计算。 在氧化物薄膜上施加电场，将导致电阻的双稳态，可作为未来的非易失存储器，取代现有的内存、硬盘和闪存，并实现存算一体。基于阻变效应的神经网络是一种新兴的研究方向，通过利用阻变特性来实现神经元之间的连接和信息传递，具有可塑性和学习能力、低能耗和高集成度等优势，可以实现人工智能(AI)计算和处理。
3.新型拓扑量子材料。作为一种全新的量子结构，拓扑绝缘体具有受拓扑保护的奇异自旋结构的表面态。我们将研究如何对拓扑绝缘体的电子自旋方向进行调控，探索拓扑绝缘体在自旋电子学、量子信息方向的潜在应用。 
。

过去的主要工作及获得的成果:
围绕固态信息的新载体和新机理展开实验研究，工作成绩主要包括：
1、纳米结构的量子尺寸效应研究。系统研究了磁性超薄膜中的尺寸效应对铁磁－反铁磁交换作用、自旋重取向和量子阱态等现象的影响规律；观察到Pb/Si(111)系统中量子尺寸效应诱导的共振与散射电子态的振荡效应；研究并证实了Cu(111)表面态驻波的量子化与尺寸效应的关系；
2、氧化物阻变效应的材料和物理。开展了基于氧化物薄膜的阻变存储效应的材料和物理研究，发现尺寸效应、界面效应对电致电阻现象的影响，获得一系列具有随电场发生巨大电阻变化的电致电阻效应存储结构；首次利用电致发光和显微成像技术原位观测到单极阻变和双极阻变效应中导电通道的产生和湮灭的动力学过程，并进一步获得均匀界面阻变结构。
3.拓扑量子材料中的自旋相关输运。外延生长了多种拓扑绝缘体单晶薄膜，利用自旋塞贝克效应和自旋泵浦技术研究了自旋流在TI/FM异质结中的自旋注入和传输过程。
。 在Phys. Rev. Lett. 、Phys. Rev. B. 和Appl. Phys. Lett.等国际学术期刊撰写科学论文100余篇。是多个国外学术期刊的审稿人。详情参见网页: http://ssqic.iphy.ac.cn/zhaohongwu.html

目前的研究课题及展望:
目前正在进行的研究项目有：中国科学院知识创新工程项目，国家自然科学基金会重点项目，以及科技部973和基础研究中长期计划项目等。主要开展以下凝聚态物理研究的前沿课题,力图探索和发展下一代信息技术、研制高容量的存储器。 1. 阻变存储器（RRAM）的材料、机制与器件研究 2. 新型拓扑量子材料  3. 自旋电子学的物理和材料 

培养研究生情况:

每年拟招收直博、硕博连读研究生3-5名。培养同学全面素质和能力，可提供国际合作机会和优厚待遇，欢迎有志者联系！
此外，课题组提供参观实验室、暑假科研实践、本科毕业设计以及联合培养机会，请感兴趣的同学联系我们。

电话：
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