都有為(wei) ：專(zhuan) 注磁學，成就有為(wei) 人生

都有為(wei) （1936— ）

磁學與(yu) 磁性材料專(zhuan) 家，南京大學物理係教授，中國科學院院士。1936年10月出生於(yu) 浙江省杭州市，1957年於(yu) 南京大學物理係畢業(ye) 後留校任教。長期從(cong) 事磁學和磁性材料的教學和研究工作，在錳鈣鈦礦化合物的大磁熵變效應、錳鈣鈦礦化合物小顆粒體(ti) 係中的隧道型磁電阻效應和磁性納米微粒的小尺寸效應與(yu) 表麵效應，以及顆粒膜的巨磁電阻效應、磁光效應、反常霍爾效應與(yu) 微結構的依賴性等方麵取得重要成果。2005年當選中國科學院院士。2007年獲何梁何利科學與(yu) 技術進步獎。

1963年4月，第一屆全國磁學及磁性材料會(hui) 議召開，國內(nei) 最早成立磁學專(zhuan) 業(ye) 的五所高校的教師在無錫太湖之濱合影（前排左起：山東(dong) 大學郭貽誠、北京大學葉企孫、南京大學都有為(wei) 、吉林大學張裕普）。

1987年夏，都有為(wei) （中）與(yu) 研究合作者邱子強（左一）、唐煥在美國約翰斯·霍普金斯大學校園內(nei) 合影。

上世紀90年代初，都有為(wei) 在做實驗。

■楊堅

在杭州西湖邊的茅家埠，一座古色古香、黑瓦白牆的宅院頗為(wei) 引人注目，這就是向公眾(zhong) 開放的都錦生故居。愛國實業(ye) 家都錦生當年曾織出我國第一幅絲(si) 織風景畫“九溪十八澗”，並創下杭州絲(si) 綢業(ye) 的輝煌。

鮮為(wei) 人知的是，從(cong) 這座古老宅院裏還走出了一位傑出的科學家，他為(wei) 中國的磁學與(yu) 磁性材料帶來一係列具有開創意義(yi) 的研究成果，在鐵氧體(ti) 、錳鈣鈦礦化合物的大磁熵變效應、顆粒膜的巨磁電阻效應等研究中發揮了重要作用。他就是南京大學物理係教授、中國科學院院士都有為(wei) 。

都有為(wei) 1936年10月出生於(yu) 浙江省杭州市，出生後不久因日軍(jun) 侵略而家道中落。在艱苦環境下他自強不息，克服重重困難，利用一切機會(hui) 勤奮學習(xi) ，相繼完成小學、中學的學業(ye) ，並考取南京大學物理係，從(cong) 此走上了與(yu) 磁學結伴的人生之路。

家風熏陶，從(cong) 小愛讀書(shu)

都有為(wei) 出生時家境尚為(wei) 殷實。二哥都錦生在茅家埠的家中開辦一定規模的絲(si) 織廠，建有兩(liang) 幢二層小樓，有一個(ge) 大宅院，那時的都家被當地人稱為(wei) “牆門裏麵的”（其居現被改建為(wei) “都錦生故居”，愛國主義(yi) 教育基地）。都錦生還出資興(xing) 辦茅家埠小學，讓周鄰的孩子來免費讀書(shu) 。1937年12月，日本侵略軍(jun) 攻陷杭州，都家遭到日軍(jun) 洗劫，一家人到處躲避。局勢安穩後，都錦生出於(yu) 民族氣節，不願出任杭州日偽(wei) 政府的商會(hui) 會(hui) 長，生意興(xing) 旺的絲(si) 織廠倒閉，從(cong) 此家道中落，都錦生也因奔波操勞而英年早逝。

家庭發生變故後，成年子女外出尋求發展，都有為(wei) 和父母及其他年幼的兄弟姐妹則留在茅家埠老宅生活。父親(qin) 年老且有病在身，兄弟姐妹又多，全靠母親(qin) 一人忙裏忙外。家裏的四畝(mu) 茶園收回後，母親(qin) 帶著家人采茶、炒茶、賣茶，以貼補家用；另有十餘(yu) 畝(mu) 地雇人耕種，解決(jue) 了全家的溫飽。

雖然局勢不好，到了該讀書(shu) 的年齡，都家還是盡可能讓孩子們(men) 去學校讀書(shu) ，恰如家中正屋裏的對聯所寫(xie) ，“子孫才，族將大”。

都家有個(ge) 書(shu) 房，藏書(shu) 豐(feng) 富，有古今中外的小說，也有其他各種各樣的新奇書(shu) 籍。因為(wei) 父親(qin) 愛看書(shu) ，家中也形成一種風氣——沒事的時候大家就去書(shu) 房裏看書(shu) 。都有為(wei) 還沒上學、識字時，就愛與(yu) 姐姐一起到書(shu) 房。他有時候淘氣，把書(shu) 房裏的化學試劑拿出來，倒過來倒過去玩，還把水銀塗在一隻銅球表麵，拿到陽光下看那閃閃的銀光而感到樂(le) 趣無窮。後來上了學，他漸漸地也跟哥哥姐姐一樣，喜歡到書(shu) 房裏看書(shu) 。都家的孩子因為(wei) 讀書(shu) 多，在鄰居的眼裏，他們(men) 更孝順、懂事、有禮貌。

不言放棄，結緣磁學

1947年，都有為(wei) 進入杭州市立中學初中部學習(xi) 。當時的杭州市立中學位於(yu) 金沙港（現杭州西湖曲苑風荷景區），靠近嶽墳，離家較遠。因家裏經濟狀況差，沒有條件住校，都有為(wei) 隻能走讀，每天步行一個(ge) 多小時。

在學校，都有為(wei) 接觸到了更多的進步書(shu) 籍、報刊，在語文老師袁卓爾的影響下，其思想認識也有了很大提升，對於(yu) 國家、民族的情感更加深切。

1950年7月初中畢業(ye) 後，都有為(wei) 沒能順利升入杭州市高級中學。但他沒有放棄，在家中邊勞動邊自學，於(yu) 次年2月通過考試，進入該校讀書(shu) 。誰知剛上了一年，又因家庭變故而休學。在家參加勞動期間，都有為(wei) 沒有丟(diu) 下書(shu) 本，心裏一直想著重返課堂。半年後投考杭州私立宗文中學，直接讀高三，完成高中學業(ye) 後參加高考，在物理老師的建議下報考南京大學物理係。

如願考取南京大學後，都有為(wei) 絲(si) 毫沒有放鬆課程的學習(xi) ，而是更加勤奮努力，在施士元、魏榮爵、程開甲、鮑家善、徐躬耦、程濬、周衍柏等學術大師的熏陶下，他逐漸展露出自己對於(yu) 物理現象和規律理解上的優(you) 勢。

當時很多課程沒有教材，有的教師自己編講義(yi) ，也沒有多餘(yu) 的紙印好發給學生，因此，上課的時候大家都要拚命記筆記。當時都有為(wei) 主要靠助學金生活，有時放假同學們(men) 回家，他就留在學校裏看書(shu) 。

除了學習(xi) 專(zhuan) 業(ye) 課程，他在緊張的學習(xi) 之餘(yu) 還閱讀了《鋼鐵是怎樣煉成的》《戰爭(zheng) 與(yu) 和平》等文學作品，看得如癡如醉。

1956年，南京大學物理係建立磁學專(zhuan) 業(ye) ，學習(xi) 蘇聯模式成立教研室，微波物理學家鮑家善任磁學教研室第一屆主任，當時參加籌建的還有翟宏如、蔡魯戈、胡洪銓等人。都有為(wei) 成為(wei) 磁學專(zhuan) 業(ye) 第一屆學生，畢業(ye) 論文由鮑家善指導，從(cong) 此與(yu) 磁學結緣。

1957年，都有為(wei) 大學畢業(ye) 後留校，在物理係磁學組任助教。從(cong) 那時起，雖因時代跌宕曆經坎坷，但他始終沒有離開過磁學，最終組建了自己的磁學科研組，為(wei) 我國的磁學和磁性材料研究上下求索，作出了突出貢獻。

白手起家，當起“破爛王”

留校工作後不久，和那個(ge) 年代所有的星空体育官网入口网站分子一樣，都有為(wei) 中斷了教學、科研，到基層參加勞動鍛煉等。

那個(ge) 時期科學研究與(yu) 學術活動還在斷斷續續進行。1963年4月，由中國電子學會(hui) 、中國物理學會(hui) 合辦的第一屆全國磁學及磁性材料會(hui) 議在江蘇省無錫市召開，來自全國各地高校、研究所、企業(ye) 等65家單位的114位代表參加了這次會(hui) 議，提交論文85篇。會(hui) 後，國內(nei) 最早成立磁學專(zhuan) 業(ye) 的五所高校的教師在太湖之濱的蠡園相聚並合影留念，其中有中國磁學創始人、北京大學的葉企孫和山東(dong) 大學的郭貽誠等人，都有為(wei) 也參加了此次會(hui) 議。

都有為(wei) 的磁學研究是從(cong) 一間地下室開始的。自1972年工農(nong) 兵學員進校後，南京大學逐步恢複教學秩序。當時物理係在北大樓的地下室有一間磁學教研室公用的實驗室，約30平米，但裏麵除了幾台簡易高溫爐外空無一物，根本沒有經費買(mai) 設備。都有為(wei) 和同事陸懷先便當起了“破爛王”，專(zhuan) 門到化學係的走廊撿拾丟(diu) 棄的瓶瓶罐罐，拿回實驗室，用化學方法製備磁性顆粒樣品。他們(men) 還自己製備、動手做測量儀(yi) 器。實驗室冬冷夏熱，黃梅天裏甚至要穿雨靴進實驗室工作……

就是在這艱苦條件下，他們(men) 白手起家——磁記錄顆粒、永磁磁粉等各種樣品陸續從(cong) “土”設備中出爐，每年都有兩(liang) 篇論文在當時國內(nei) 物理界最高水平的學術刊物《物理學報》上發表。

服務基層，解企業(ye) 燃眉之急

“文革”結束後，都有為(wei) 更是分秒必爭(zheng) 。科研之外，他還積極參與(yu) 江蘇省磁性材料的生產(chan) ，為(wei) 企業(ye) 無償(chang) 服務，提高產(chan) 品質量，解決(jue) 永磁鐵氧體(ti) 幹壓取向成型中提高磁粉在磁場中的取向度的難題等。

1982年，生產(chan) 揚聲器和微電機使用的永磁鐵氧體(ti) 產(chan) 品的浙江諸暨磁性材料廠（以下簡稱諸暨廠），因為(wei) 技術力量薄弱，質量上不去，產(chan) 品大量積壓、報廢，企業(ye) 瀕臨(lin) 倒閉。一次，廠方偶然看到都有為(wei) 撰寫(xie) 的《永磁鐵氧體(ti) 工藝進展》《永磁鐵氧體(ti) 的基礎研究》兩(liang) 篇文章，受到啟發。於(yu) 是，廠長沈乃玄專(zhuan) 程趕往南京大學懇請都有為(wei) 擔任該廠的技術顧問。

都有為(wei) 從(cong) 當年9月首次來到諸暨廠以後，在不影響校內(nei) 教學、科研任務的前提下，先後7次前往該廠講學，課後輔導技術骨幹，回答職工提出的問題。除講課外，他還多次給諸暨廠寄講義(yi) 、資料，並在一年多時間裏陸續給工廠寫(xie) 了數十封信，不厭其煩地回答各種技術難題，提出注意事項。在普遍提高職工技術素質的基礎上，他還幫助廠方建立了攻關(guan) 小組，後來又推薦南京盛振翔工程師參與(yu) 技術工作，把“提高鋇鐵氧體(ti) 磁能積研究”作為(wei) 突破口，把改造陳舊設備作為(wei) 提高產(chan) 品質量的關(guan) 鍵。

經過一年多時間的努力，1983年12月，諸暨廠通過了磁能積研究課題的技術鑒定。自此，該廠因為(wei) 產(chan) 品質量的提高而重新打開銷路，半年盈利27萬(wan) 元，並有7種產(chan) 品出口。1984年，《光明日報》《浙江日報》《新華日報》等媒體(ti) 紛紛對此進行報道。

2021年4月7日，都有為(wei) 重訪諸暨廠（現為(wei) 諸暨安特磁性材料公司）。當年差點倒閉的工廠而今早已做強做大，永磁鐵氧體(ti) 粉體(ti) 生產(chan) 量居國內(nei) 首位，年產(chan) 值逾5億(yi) 元。

立足前沿，開展高溫超導氧化物研究

1985年年底，都有為(wei) 參加了“中美凝聚態物理合作計劃”，赴美國約翰斯·霍普金斯大學任訪問學者。

1986年初，適逢高溫超導氧化物材料研究的興(xing) 起，都有為(wei) 和南大校友、約翰斯·霍普金斯大學CUSPEA留學生肖鋼（現為(wei) 美國布朗大學教授、物理係主任），對如何製備高溫超導氧化物的樣品進行探討，並一起製備樣品。當時，都有為(wei) 提出了對高溫超導化合物釔鋇銅氧化物（YBa2Cu3O6+y）進行3d過渡族元素代換銅（Cu）的研究方向；與(yu) 肖鋼合作完成的論文發表在美國《物理評論 B》（1987），對理解高溫超導的機理以及進一步開展高溫超導體(ti) 材料實驗提供了啟示，至今已被414篇SCI論文引用。

當時，都有為(wei) 敏銳意識到這是非常重要的研究方向，於(yu) 是便向其合作導師、從(cong) 事穆斯堡爾效應的專(zhuan) 家沃克（Walker J. C.）教授提出開展高溫超導材料研究的建議。沃克教授對此欣然采納，並讓邱子強和唐煥二位博士生與(yu) 都有為(wei) 一起開展相關(guan) 研究。都有為(wei) 和他們(men) 用磁性稀土離子釓（Gd）取代Y離子，並采用微量的鐵的同位素57Fe置換銅（Cu）作為(wei) 探針元素，用穆斯堡爾譜學的方法研究高溫超導體(ti) 中的磁有序問題，這是一個(ge) 新的研究方向。實驗結果表明反鐵磁有序與(yu) 超導性共存的現象，這與(yu) 本世紀初提出的相分離機製相一致，為(wei) 了解高溫超導氧化物的超導機製提供了實驗的啟示。

在美國三年，都有為(wei) 與(yu) 其他科研人員合作，共發表論文20餘(yu) 篇，被SCI刊物引用830餘(yu) 次。

一路攀登，摘累累碩果

1988年底回國後，都有為(wei) 放棄了在國外的高溫超導材料研究，重返磁學與(yu) 磁性材料領域，開展磁性超細微粒材料的研究。

回到南京大學的實驗室，依舊是一窮二白的老樣子。但就在這樣的條件下，都有為(wei) 帶領團隊先後進行了磁性液體(ti) 的研製與(yu) 應用開發，高密度磁記錄材料、金屬（合金）、氧化物超細微粒的研製與(yu) 性能研究等，為(wei) 後續深入進行的納米材料研究奠定了基礎，積累了豐(feng) 富經驗。

1992年，憑借對磁性納米材料的研究經驗和成果的積累，都有為(wei) 科研組成功爭(zheng) 取到國家“八五”攀登計劃中的“納米材料科學”項目，由中科院上海矽酸鹽研究所嚴(yan) 東(dong) 生院士和南京大學馮(feng) 端院士任該項目首席科學家。以此為(wei) 契機，都有為(wei) 帶領磁學科研組在國際上較早地開始了納米材料磁性的研究，先後承擔多項國家、省部級科研項目，購置了多種納米材料的合成、性能檢測設備，使科研組的科研工作條件有了質的飛躍，取得了一係列創新性的研究成果。

1995年，中科院固體(ti) 物理研究所的張立德研究員與(yu) 都有為(wei) 共同出任“九五”攀登預選計劃“納米材料科學”首席科學家；1999年，都有為(wei) 又爭(zheng) 取到了“973”項目“納米材料和納米結構”的“08子課題”。

隨著科研條件逐步改善，都有為(wei) 團隊的研究也在不斷地發展和深入，研究方向延伸到納米磁學的各個(ge) 領域，先後開展了C60、納米螺旋碳管、石墨烯、納米顆粒、納米線、顆粒膜、納米微晶等納米材料磁性的研究，開展了類鈣鈦礦氧化物、納米結構材料，以及合金材料的巨磁電阻效應、磁熱效應、磁彈效應、磁致伸縮效應等研究工作，在國內(nei) 較早開展顆粒膜的磁光效應與(yu) 磁電阻效應、反常霍爾效應的研究，進而又進入到自旋電子學的領域，開拓了半金屬與(yu) 稀磁半導體(ti) 材料的研究，並取得了一係列創新性成果。

開拓求新，突破鈣鈦礦化合物研究

開拓新的研究方向與(yu) 領域一直是科學工作者追求的目標。

上世紀90年代，鈣鈦礦化合物龐磁電阻效應的發現，在國內(nei) 外掀起了繼高溫超導氧化物後的新一輪研究熱潮。

此前，都有為(wei) 即已安排學生做過鐵氧體(ti) 磁熵變的研究，在調控居裏溫度與(yu) 磁熵變方麵存在一些矛盾，此時也注意到鈣鈦礦化合物的居裏溫度可以通過離子代換很方便地進行調控，於(yu) 是都有為(wei) 便安排學生郭載兵的博士論文的研究工作由永磁鐵氧體(ti) 轉向“鈣鈦礦化合物的磁熵變”。幸運的是，第一次試驗就發現與(yu) 金屬釓相當的高磁熵變效應，從(cong) 而為(wei) 鈣鈦礦化合物的研究開拓了新的研究方向。研究成果很快發表在國際著名的《物理評論快報》（1997），引起國內(nei) 外同行的廣泛關(guan) 注，至今已被631篇SCI論文所引用。

磁學界權威性係列叢(cong) 書(shu) 《磁性材料手冊(ce) 》第12卷第四章《在相變點附近的磁卡效應》一文中，將都有為(wei) 科研組的論文作為(wei) 鈣鈦礦化合物磁製冷工質的代表性工作加以介紹，肯定了他們(men) 開拓此領域所作的貢獻，並將鈣鈦礦氧化物列為(wei) 新型高溫磁製冷工質。著名磁學家Coey在《物理學進展》（1999）發文時引用該文並指出：“室溫附近，中等磁場下，錳鈣鈦礦的磁熵變可與(yu) 釓（Gd）相當，其居裏溫度通過組成可調，化學穩定性佳、價(jia) 廉，使混合價(jia) 錳鈣鈦礦氧化物成為(wei) 寬溫區十分感興(xing) 趣的磁製冷工質。”

磁熵變效應是磁製冷材料的最重要特性，是新型高溫磁製冷機實用化的關(guan) 鍵之一，高溫磁製冷機一旦得到廣泛應用研究，將引發一場工業(ye) 革命。這就是都有為(wei) 這些基礎研究工作者的研究動力。

除了組織科研組係統開展鈣鈦礦化合物的磁熵變研究外，都有為(wei) 又將研究領域擴展到金屬、合金以及半金屬材料領域，希望通過不懈的努力，爭(zheng) 取高溫磁製冷機最終走向實用化。

在進行鈣鈦礦龐磁電阻效應研究時，當時研究的溫度範圍均處於(yu) 居裏溫度附近、金屬/絕緣體(ti) 相變點，所研究的樣品大多為(wei) 大晶粒的多晶體(ti) ，磁電阻效應隻在居裏溫度附近出現峰值。都有為(wei) 指導博士生張寧重點研究了當晶粒尺寸減少到納米尺度時對鈣鈦礦龐磁電阻效應的影響，發現除居裏溫度附近的本征龐磁電阻效應外，在低溫會(hui) 呈現由於(yu) 晶粒間隧道效應產(chan) 生的隧道磁電阻。這一創新發現發表在《物理評論B》（1997），至今已被322篇SCI論文所引用，被大多數論文引為(wei) 小顆粒體(ti) 係的典型實驗結果，晶界隧穿模型被列為(wei) 兩(liang) 個(ge) 具有代表性的理論之一。

在多晶鋅鐵氧體(ti) 磁電阻效應研究中，都有為(wei) 的博士生陳鵬意外發現室溫巨磁電阻效應。都有為(wei) 提出可采用存在反鐵磁耦合層的隧穿物理模型來解釋，後來他采用高分辨電子顯微鏡的觀測與(yu) 交換偏置場的測量，證實該機製的正確性。這個(ge) 成果發表在《物理評論快報》，迄今已被85篇SCI論文引用，該工作被推薦為(wei) 2002年國際磁學會(hui) 議邀請報告。

2004年，都有為(wei) 科研組的研究成果《新型的氧化物磁製冷工質與(yu) 隧道型磁電阻材料》獲國家自然科學獎二等獎。

老驥伏櫪，關(guan) 注自旋電子學

這些年來，都有為(wei) 一直關(guan) 注著一門學科——自旋電子學，它是研究納米結構的材料中出現的一門全新學科。電子學研究以前隻考慮電荷，不考慮自旋，現已發現，電子自旋特性同樣可以用到信息存儲(chu) 上來。因此，在納米結構材料的電子輸運過程中，不僅(jin) 僅(jin) 要考慮電荷，同時還要考慮自旋，從(cong) 而發展出自旋電子學的新交叉學科。

都有為(wei) 早在上大學的時候，正好趕上南京大學計算機教研組的人做計算機，需要存儲(chu) 器件，當時磁學組安排了幾個(ge) 學生做存儲(chu) 器用的磁性材料，其中就有都有為(wei) 。通過這些年的觀察和分析，都有為(wei) 認為(wei) ，中國要在芯片上實現“自由”，甚至趕超世界先進水平，除了在半導體(ti) 芯片產(chan) 業(ye) 上加大投入外，自旋芯片也是一條新路。因此，都有為(wei) 十分重視自旋芯片的研究和應用。

2009年，他通過中科院院部呈送報告給國家相關(guan) 部門，希望自旋芯片的研究和產(chan) 業(ye) 開發能受到重視；2013年年底，他又通過院士建言的方式再次呈交報告，希望國家層麵重視自旋芯片，以實現對半導體(ti) 芯片的彎道超車，徹底解決(jue) “卡脖子”問題；同時，他還自願充當“黏合劑”，通過自身的影響和努力，促進國內(nei) 相關(guan) 的企業(ye) 之間、企業(ye) 跟高校之間聯合起來，加強自旋芯片的研發和應用。

雖已進入耄耋之年，都有為(wei) 依然活躍在磁學和磁性材料科研領域第一線，為(wei) 中國磁學事業(ye) 的發展殫精竭慮。從(cong) 1957年大學畢業(ye) 留校至今，在60多年的磁學生涯中，都有為(wei) 始終與(yu) 國家科技事業(ye) 的發展同頻共振，而自強不息、自主創新的精神也一直貫穿於(yu) 他的奮鬥曆程……

（作者單位：南京農(nong) 業(ye) 大學人文學院）

自旋：未來的科技明星

■都有為(wei)

磁與(yu) 電宛如一對孿生兄弟，難以分離。原子是物質的基本單元，原子核以及組成原子核的基本粒子都具有磁矩，但其中中子、微中子等具有磁矩卻沒有電荷。從(cong) 此角度考慮，磁比電更具有普適性。

然而，人們(men) 對於(yu) 電的了解更勝於(yu) 磁。追其原因，人們(men) 的日常生活離不開電，但人們(men) 沒有進一步思考電流是如何產(chan) 生的。最基本的原理是磁通量的變化產(chan) 生電流，反之，電流產(chan) 生磁場，因此，通常磁與(yu) 電是相互關(guan) 聯的。

磁的基本單元是自旋磁矩，電荷與(yu) 自旋都是電子的本征特性。以往人類社會(hui) 的發展，從(cong) 物理的觀點看來主要利用電子具有電荷的特性，如電工學奠定了第二次產(chan) 業(ye) 革命（電氣化）的基礎；電子學與(yu) 微電子學奠定了第三次產(chan) 業(ye) 革命（信息化）的基礎，而自旋的作用僅(jin) 體(ti) 現在磁性材料及其器件中，例如電氣化中的發電機、電動機、變壓器等離不開磁性材料。同樣，信息化中儲(chu) 存信息離不開磁盤、磁帶等。

20世紀80年代在（Fe/Cr/Fe）n納米多層膜中發現了巨磁電阻效應，這一發現開拓了在電子輸運過程中通過調控自旋，顯示與(yu) 利用自旋特性的新領域，從(cong) 而產(chan) 生重要的自旋電子學學科。奠基於(yu) 磁場調控自旋的特性，利用巨磁電阻效應—GMR與(yu) 隧道磁電阻效應—TMR，首先製備成高靈敏度的磁盤讀出磁頭，使磁盤的記錄密度提高千倍，至今保持著信息存儲(chu) 的主流地位，其產(chan) 值超過300億(yi) 美元。此外，各種利用磁電阻效應的新穎傳(chuan) 感器脫穎而出，自旋傳(chuan) 感芯片產(chan) 值70億(yi) 美元，自旋磁電信號耦合芯片產(chan) 值50億(yi) 美元，其應用領域十分寬廣。

鑒於(yu) 其基礎研究的意義(yi) 與(yu) 寬廣的應用前景，發現巨磁電阻效應的法國科學家Albert Fert與(yu) 德國科學家Peter Grünberg獲得了2007年度的諾貝爾物理學獎。

繼傳(chuan) 感器實用化後，與(yu) 微電子技術相結合，采用電流重合法調控自旋，研發成磁隨機儲(chu) 存器（MRAM），為(wei) 了降低調控自旋的磁場電流，利用自旋轉移矩效應，采用自旋極化電流直接調控自旋的磁隨機儲(chu) 存器（STT- MRAM）進一步降低功耗，使MRAM進入到重要的發展階段。2006年後已步入實用化，歐洲空客350就采用了MRAM；2012年提出同時利用電場調控自旋的低功耗的磁隨機儲(chu) 存器（MeRAM）現正處在研發轉向應用的階段，上述不同類型的磁隨機儲(chu) 存器可統稱為(wei) 信息存儲(chu) 與(yu) 處理用的自旋芯片，可望自旋芯片成為(wei) 後摩爾定律時代強有力的競爭(zheng) 對手。

自旋芯片優(you) 點如下：非易失性、抗輻射性、高集成度、高運算速度、低功耗、長壽命。自旋芯片屬於(yu) 核心高端芯片，是科技關(guan) 鍵核心技術，可軍(jun) 民兩(liang) 用，具有高達上千億(yi) 美元的巨大市場前景，有可能成為(wei) 後摩爾時代的主流芯片，是高科技的重要戰略領域，當引起我國高度重視，急起直追。

20世紀也許可稱為(wei) “電荷”的世紀，人們(men) 充分地調控電子具有電荷這一自由度，從(cong) 而實現了人類社會(hui) 電氣化、信息化，創造出從(cong) 二極管直到超大規模的集成電路、半導體(ti) 芯片，奠定了信息社會(hui) 的基礎。21世紀，也許是屬於(yu) “自旋”的新世紀，人們(men) 正在充分地利用、調控電子的另一個(ge) 本征的自由度“自旋”，推動著社會(hui) 邁向新的階段。

本版組稿負責人：張佳靜

《中國科學報》 (2021-07-01 第8版 印刻)

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