以(yi)矽(gui)為(wei)主(zhu)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)工(gong)業(ye)和(he)以(yi)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)為(wei)主(zhu)的(de)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)磁(ci)存(cun)儲(chu)工(gong)業(ye)是(shi)信(xin)息(xi)工(gong)業(ye)的(de)兩(liang)大(da)支(zhi)柱(zhu)

，在(zai)過(guo)去(qu)，它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)是(shi)完(wan)全(quan)獨(du)立(li)的(de)，然(ran)而(er)清(qing)華(hua)大(da)學(xue)材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)與(yu)工(gong)程(cheng)係(xi)教(jiao)授(shou)章(zhang)曉(xiao)中(zhong)卻(que)帶(dai)領(ling)著(zhe)他(ta)的(de)研(yan)究(jiu)組(zu)
，在(zai)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)架(jia)起(qi)了(le)一(yi)座(zuo)橋(qiao)梁(liang)。

　　2011年，章曉中研究組最新研究成果——《矽的低場磁電阻的幾何增強》在《自然》雜誌發表，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年於牛津大學獲得博士學位
，之後曾在英國皇家研究院、新加坡國立大學工作多年
，經過30年的科研曆練
，獲得了紮實的專業知識
、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麵都涉及與磁場相關的信息，探測、采集、存儲
、轉換、複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，製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麵的研究。

　　持續創新 成就斐然

　　2008年和2009年nian，國guo外wai科ke學xue家jia相xiang繼ji發fa文wen指zhi出chu在zai矽gui中zhong可ke以yi產chan生sheng很hen大da的de磁ci阻zu。但dan他ta們men的de論lun文wen隻zhi是shi展zhan示shi了le這zhe個ge發fa現xian，距ju離li真zhen正zheng的de應ying用yong還hai很hen遠yuan。看kan到dao國guo外wai同tong行xing發fa表biao的de文wen章zhang之zhi後hou
，章zhang曉xiao中zhong更geng加jia確que信xin這zhe條tiao道dao路lu走zou對dui了le，但dan是shi隻zhi有you作zuo出chu比bi別bie人ren更geng大da的de成cheng績ji，才cai能neng真zhen正zheng使shi發fa現xian為wei工gong業ye所suo用yong。

　　經過不懈努力
，章曉中研究組利用在同一塊矽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）。矽gui中zhong的de本ben征zheng磁ci電dian阻zu是shi普pu通tong磁ci電dian阻zu效xiao應ying

，二er極ji管guan幫bang助zhu建jian立li了le一yi個ge從cong低di電dian阻zu態tai到dao高gao電dian阻zu態tai的de轉zhuan變bian
，在zai轉zhuan變bian點dian附fu近jin，矽gui的de本ben征zheng磁ci電dian阻zu被bei由you矽gui和he電dian極ji配pei置zhi構gou成cheng的de幾ji何he因yin子zi放fang大da，幾ji何he因yin子zi越yue大da，磁ci電dian阻zu越yue大da。他ta們men的de器qi件jian的de磁ci電dian阻zu可ke以yi在zai0.06T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複合功能的可能性。

　　“我(wo)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)表(biao)明(ming)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)電(dian)荷(he)屬(shu)性(xing)也(ye)可(ke)以(yi)做(zuo)傳(chuan)統(tong)上(shang)由(you)磁(ci)性(xing)金(jin)屬(shu)的(de)自(zi)旋(xuan)屬(shu)性(xing)完(wan)成(cheng)的(de)磁(ci)電(dian)阻(zu)工(gong)作(zuo)
，這(zhe)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)半(ban)導(dao)體(ti)工(gong)業(ye)和(he)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)工(gong)業(ye)的(de)聯(lian)姻(yin)。”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，讚譽也隨之而來。創刊於1899年的MIT著名雜誌Technology Review的中文版采訪了章曉中，並且寫了特別報道《磁電阻革命——矽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），並在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係統大會作半大會報告（國內唯一的一篇大會和半大會報告）。研究組關於矽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”。