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　　以硅為主的半導體工業和以磁性材料為主的磁傳感器和磁存儲工業是信息工業的兩大支柱，在過去，它們之間是完全獨立的，然而清華大學材料科學與工程系教授章曉中卻帶領著他的研究組，在它們之間架起了一座橋梁。

　　2011年，章曉中研究組最新研究成果——《硅的低場磁電阻的幾何增強》在《自然》雜志發表，這是磁電阻領域的一項重大突破。

　　探究前沿 立足國需

　　章曉中1989年于牛津大學獲得博士學位，之后曾在英國皇家研究院、新加坡國立大學工作多年，經過30年的科研歷練，獲得了扎實的專業知識、獨到的專業眼光、寬廣的國際視野和豐富的科研經驗。

　　人類社會生活的許多方面都涉及與磁場相關的信息，探測、采集、存儲、轉換、復現和監控這些信息都離不開磁傳感器，它已成為當今信息技術和信息產業中不可或缺的元件。

　　然而，制備磁傳感器的原材料卻是磁性材料以及昂貴的稀土材料，尋找一種更便宜的替代材料的重擔便落在了科學家們身上。2003年章曉中的研究組開始介入這方面的研究。

　　持續創新 成就斐然

　　2008年和2009年，國外科學家相繼發文指出在硅中可以產生很大的磁阻。但他們的論文只是展示了這個發現，距離真正的應用還很遠。看到國外同行發表的文章之后，章曉中更加確信這條道路走對了，但是只有作出比別人更大的成績，才能真正使發現為工業所用。

　　經過不懈努力，章曉中研究組利用在同一塊硅片上做上二極管和巧妙設計載流子通路發明了幾何增強磁電阻（GEMR）。硅中的本征磁電阻是普通磁電阻效應，二極管幫助建立了一個從低電阻態到高電阻態的轉變，在轉變點附近，硅的本征磁電阻被由硅和電極配置構成的幾何因子放大，幾何因子越大，磁電阻越大。他們的器件的磁電阻可以在0.06T下達到30％，進一步優化器件可進一步提高性能。爭取做到微型化和高靈敏度。他們還在GaAs 和Ge上實現了GEMR。這項工作提供了在單一材料上實現磁光電復合功能的可能性。

　　“我們的工作表明半導體的電荷屬性也可以做傳統上由磁性金屬的自旋屬性完成的磁電阻工作，這可能造成半導體工業和磁傳感器工業的聯姻。”章曉中自豪地表示，“這種聯姻還可能會在科學上引出許多新的發現，如‘磁’‘電’（甚至磁光電）結合的新型半導體器件，從而推動信息產業出現新的增長點。”

　　隨著該成果的發表，贊譽也隨之而來。創刊于1899年的MIT著名雜志Technology Review的中文版采訪了章曉中，并且寫了特別報道《磁電阻革命——硅基磁傳感器的工業化實現》介紹他們的工作。章曉中2012年還受邀在磁性材料工業界最著名的國際會議InterMag 會議上作邀請報告（國內唯一的邀請報告），并在2012年7月召開的磁學界最高級別的國際會議第19屆國際磁學和強關聯電子系統大會作半大會報告（國內唯一的一篇大會和半大會報告）。研究組關于硅基磁電阻的工作也入選了2011年度“中國科學十大進展”以及2011年度“中國高等學校十大科技進展”。