寇煦丰课题组刘晓阳(博)在加州洛杉矶分校交流访学心得

发布者:闻天明发布时间:2020-10-20浏览次数:78

我于20199-20208在学校和课题组的资助下,前往加州洛杉矶分校交流访学。以下是我访学期间详细情况:

随着人工智能和5G产业的蓬勃发展,对于数据的高速度,低功耗的访问与储存提出了更高的要求,底层的新型半导体器件的设计和优化,成为解决此类问题的一种有效途径。加州洛杉矶分校(UCLA)电子与计算机工程系的Kang L. Wang教授组在非易失性磁性存储器件-压控磁异性存储器(VCMA-MRAM)和电路领域的研究处于领先地位,其课题组研发的MRAM可以潜在的取代一些传统的的静态随机存取存储器SRAM)缓存,并可能通过提高速度和存储密度来克服存储器的瓶颈。此次访学主要目的是学习相关的知识,在我们实验室搭建相关的设备,并为以后的合作交流建立基础。

加州洛杉矶分校校园一角

在开始的一个月里,组内的博士后带我熟悉了整个实验室的科研设备以及实验流程,从材料的生长(磁控溅射仪),到材料的初步表征,判断磁性薄膜的均匀度以及磁性各向异性(磁光克尔显微镜),然后进行微纳加工成小尺寸器件,通过室温探针台进行器件的性能表征。我们目前面临的需要解决的问题是:现在的实验的表征仅仅局限于实验室平台,用于科研探究,如何运用工业化标准来生产和表征是走向产业化的关键。比如目前表征一个器件,需要花费的时间需要将近半天时间,试想在现代半导体工业的框架下上亿只器件集成在1cm*1cm的面积上,这种方法显然是不可取的。另一方面,从科研实验的角度出发,主要是以探究为目的,只要有保证有功能良好的器件存在就可以了,功能实现是最重要的。但是,工业化的生产需要的是效率和良率,大尺寸薄膜生长的均匀度是保证器件的良率的关键。我们初步的设想是采用工业界常用的方法:电容测量法。在材料的界面的电子的浓度和应力可以通过电容的方法间接表征出材料的性能,并且采用的是整膜测量,不必做成器件,大大提高了测量效率,但是后期发现,如何通过栅压的的施加用来调控电子浓度成为了困难,一个是由于没有固定的栅压电极,另外是施加栅压的局域位置的不确定。随后我们尝试采用光学的方法来表征,之前实验室的方法是测量Hall电阻的方法来表征器件的性能,磁光克尔效应的光学表征也可以用来测量Hall效应,栅压通过离子液体来施加。但是后来由于离子液体的折射等效应,对光学信号的影响,导致准确度下降,不得不寻求其他的解决方案。

然而,新年刚过完,3月份初,海外新冠疫情的爆发让所有的一切活动都戛然而止了,实验室关闭,学校停课,我们也不得不居家进行隔离,本以为疫情可能会在夏天到来的时候就结束,可是疫情的发展出乎了所有人的意料于是乎,我便准备购买机票回国。823号,我有幸被选到了大使馆安排的临时包机,顺利平安回国,结束了我11个月的访学历程。

回顾这段独一无二的历程,感慨万千。一方面是来自于Kang L.Wang教授的谆谆教诲,至今回想仍旧历历在目,学到了许多科研和生活上的人生经验,比如“Nonlinear thinking”,深受启发,想问题要从多角度,多层次去思考,不能仅仅是线形思考;“第一性原理”,要从源头出发,思考实验现象的本源,等等;另一方面是,在疫情的大背景下,中美两种体制下对疫情做出的不同响应令人深思。

这段意义非凡的的访学之旅,在科研学术上收获丰富,开拓视野,建立了合作交流的基础,同时在特殊背景的衬托下,校训“立志成才,报国裕民”激励着我们不断向前,奋发有为。