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对“硅的低场非均匀性巨磁电阻” 的质疑

已有 3983 次阅读 2011-12-27 09:37 |系统分类:科研笔记| 电阻

清华大学章晓中教授在《自然》杂志发表了一篇“硅的低场非均匀性巨磁电阻”,声称发现了在低场下的直流磁电阻的巨大变化,且在硅材料上实现的,被认为将给磁传感器工业带来革命性的变化,为此获得2011年中国高校十大科技进展。

对他们取得的研究成果我感到高兴,但认真地读了文章之后,通过分析,并通过霍尔元件磁电阻测量,发现该文存在一些问题。

他们采用四端点法测量这种半导体材料的电阻,对半导体材料测电阻一定是通过材料上的两点通电流,然后测出相应的两点的电压,用电压除以电流得到电阻,加变化磁场时测出电阻的变化便得磁电阻效应,但文章所画的几个图的电流输入点与取电压点并非同一点,因此所给结果并非材料的电阻。他们测磁电阻可能是按如下的方法测出的:

给材料通一电流,然后测出材料的电阻,这电阻是对电压抽出头两点的电阻,通过对这两点用四端点法测出电阻与磁场的关系,用电压除以电流得电阻,但这种测量未考虑霍尔电压,实际上应为端点电压减去霍尔电压除以电流才能得到真正的电阻,其实在0.2T下电阻变化不会超过5%,而作者得到的结果为100%

 

以下为相关报道:

以硅为主的半导体工业和以磁性材料为主的磁传感器和磁存储工业是信息工业的两大独立支柱。磁传感器广泛应用于磁头、电子罗盘、GPS导航、车辆探测系统等,其核心技术就是巨磁阻效应,该效应的发明人获2007年诺贝尔物理奖。磁传感器需用稀土材料制作,近年来稀土材料越来越难获得,价格暴涨,迫使人们一直在寻找其替代材料。

  清华大学材料系章晓中教授研究组创造性地发明了一种用硅(地球上第二多的元素)制备的非均匀巨磁阻器件,这是磁电阻领域的一项重大突破,论文发表在2011915日出版的《自然》杂志上。用硅制备巨磁阻器件使得半导体硅材料进入了磁性材料工作领域,该器件可方便地集成到成熟的半导体工业中,这将给磁传感器工业带来革命性变化;也将催生半导体工业和磁传感器工业的联姻,可能导致以前不存在的半导体“磁电”或“磁光电”器件的诞生。

  国际学术界对章晓中研究小组的这项工作极其重视,《自然—亚太版》在焦点专栏推荐了这项工作;有一百多年历史的《麻省理工科技创业》杂志的中文版采访了章晓中,并刊登专题文章报导了这项工作以及在征求国际著名科学家对该工作的看法时得到的高度评价;明年召开的第19届国际磁学和强关联电子系统大会是磁学界最高级别的会议(三年开一次),也邀请章晓中做半大会报告(他是大会报告人和半大会报告人中唯一一位来自中国的学者)。

原文出自:http://www.nature/journal/v477/n7364/full/nature10375.html

   



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