中文摘要：

颜世申教授，山东省自然科学一等奖获得者、山东省有突出贡献的中青年专家、教育部新世纪优秀人才、973课题负责人、洪堡学者。主要创新:(1)研制了具有中国自主知识产权的ZnCoO等6种过渡金属元素含量高的铁磁半导体，发现这类新材料具有高居里点、高自旋极化率、巨磁光克尔效应等优良性能，并用磁性半导体做出了自旋电池的原型器件。(2)建立了自旋依赖的电子变程跃迁理论模型，定量解释了磁性半导体的磁电阻，提出了测量自旋极化率的新方法。(3)在金属Fe/Mn/Fe三层膜中发现了任意角度的层间耦合，给出了利用二阶磁光效应测量磁化矢量的理论公式和实验方法。上述成果被写进了专著《Magnetic Heterostructures》和《磁电子学》，并被许多研究组采用。获国家发明专利授权5项，发表SCI 论文82篇，其中APL 11篇，PRB 12 篇，JAP 15篇。论文总引用612次，近5年他引366次。

结论摘要：

自旋电子学的核心内容就是研究自旋极化的产生、输运、调控和探测，以期实现高速度、低能耗、非易失、微型化的新型自旋电子器件。本项目的研究工作主要围绕自旋极化的输运这一核心问题展开，主要研究进展包括如下4个方面 （1）氧化物浓磁半导体的自旋极化、磁电阻及其交换作用。制备了Zn1-xCoxO浓磁半导体材料，通过反常霍尔效应、自旋依赖的变程跃迁、磁性异质结的隧穿磁电阻三种独立的方法，研究了它的自旋极化的输运性质，发现Zn1-xCoxO浓磁半导体的自旋极化率高达36.1%。 我们在载流子浓度不同的样品中发现了负磁电阻或正磁电阻，揭示出磁性半导体中由单电子激发形成的电子-空穴对存在铁磁或反铁磁的交换作用。 （2）电致电阻与隧穿磁电阻复合的自旋记忆电阻器件。研制了Co/CoO-ZnO/Co 自旋记忆电阻器，作为自旋电子器件的基本单元，可以通过电场控制高低电阻态之间的转变，通过磁场控制器件在高电阻态和低电阻态的磁电阻，从而实现4个稳定的电阻态，在多电阻态数据存储和模拟神经元功能方面具有巨大的应用前景。 （3）整流磁电阻效应。首次发现了Al/Ge 肖脱基二极管的整流磁电阻效应。Al/Ge 肖脱基二极管在频率1Khz、振幅50 uA的正弦波交变电流下，我们在室温下发现了高达250% 的整流磁电阻效应，而该Al/Ge 肖脱基二极管的直流磁电阻只有70%。我们发现的整流磁电阻效应为庞大的磁电阻家族增添了新成员，通过联合输入直流和交流，可以调控输出的整流电压和整流磁电阻，其作为全新的整流磁电阻器件，实现单纯的整流器件和磁电阻器件都不具有的功能。 （4）界面p-n结势垒调控的SiMn磁性半导体的反常霍尔效应。利用界面p-n结势垒，使进入p-n结势垒区的载流子具有较强的Rashba 自旋-轨道耦合作用，从而调控p-区SiMn磁性半导体的反常霍尔效应。通过传输电子的自旋-轨道耦合作用，调控电子自旋的输运特性，在自旋电子器件中具有重要应用价值。