张悦

教授

教授  博士生导师   硕士生导师 

电子邮箱:

所在单位:集成电路科学与工程学院

职务:Professor

学历:博士研究生

办公地点:新一馆219

主要任职:常务副院长、党委副书记

个人简介

北航集成电路科学与工程学院常务副院长、党委副书记。“集成电路工艺检测技术与设备”教育部工程研究中心主任、“空天信自旋电子技术”工信部重点实验室副主任、“自旋芯片研发与制造”安徽省重点实验室副主任、“超低功耗自旋存储与计算”科技部“111”引智基地副主任、费尔北京研究院常务副主任。


国家自然科学基金优秀青年基金获得者。中国科协“青年人才托举工程”入选者。中国电子学会优秀科技工作者。华为奥林帕斯先锋奖获得者。获中国仪器仪表学会技术发明一等奖、北京市教育教学成果奖二等奖、北航教学成果奖一等奖。


全国大学生集成电路创新创业大赛专家委员会成员。中国电子学会青年科学家俱乐部会员。获得2013年国家优秀留学生奖学金。

 

研究领域包括自旋电子学、自旋存算一体器件、超低功耗集成电路设计新型计算逻辑系统。

2009年毕业于华中科技大学光电信息工程系获学士学位,2014年获得法国南巴黎大学物理学博士学位。2014年至2015年在法国国家科学院进行博士后研究。2015年入选北航“卓越百人”计划。 


迄今出版学术书籍3部,在Nature Materials、Nature Electronics、Nature Communications、Science Advances、IEDM、DAC、ICCAD、Applied Physics Reviews、Nano Letters、Advanced Functional Materials、ACS NANO、Advanced Science、IEEE Electron Device Letters、IEEE trans. Circuits and Systems-I: Regular Papers等国际期刊和会议上发表论文100余篇,1次国际期刊年度最佳论文奖,4次国际会议最佳论文奖。多次被DATE、IEEE-NANO、ISCAS等国际知名会议邀请报告。担任Nature系列、IEEE trans. Electron Devices、IEEE trans. Nanotechnology、Nanotechnology、IEEE trans. Multi-Scale Computing Systems等多部国际期刊审稿人。


开发开源的自旋电子器件模型库SPINLIBhttp://www.spinlib.com

相关论文:

1. Z. Zhang, Y. Zhang*, et al. “A Production Line Level MTJ Modeling Framework: Integrating Physical Mechanisms, Experimental Data and Manufacturing Variation”, 2024 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2024. (https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10872991)

1. X. Yang, Y. Zhang*, et al. “A Universal Compact Model for Spin-Transfer Torque-Driven Magnetization Switching in Magnetic Tunnel Junction”, IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 69, 11, pp. 6453-6458, 2022. (https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9911785)

2. G. Wang, Y. Zhang*, et al. “Compact modeling of perpendicular-magnetic-anisotropy double-barrier magnetic tunnel junction with enhanced thermal stability recording structure”, IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 66, 5, pp. 2431-2436, 2019. (https://ieeexplore.ieee.org/document/8683988)

3. Y. Zhang, et al. Compact Model of Subvolume MTJ and Its Design Application at Nanoscale Technology Nodes, IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 62, pp. 2048-2055, 2015. (https://ieeexplore.ieee.org/document/7078914)

4. Y. Zhang, et al. Compact Modeling of Perpendicular Anisotropy CoFeB/MgO Magnetic Tunnel Junction, IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 59, pp. 819-826, 2012. (https://ieeexplore.ieee.org/document/6125245


学术组织任职:

1)IEEE Senior Member;

2)国际期刊IEEE trans. Circuits and Systems I: Regular Papers编委Associate Editor(2020-2023);

3)国际期刊IEEE Access编委Associate Editor

4)国际期刊SPIN客座编辑Guest Editor;

5)《电子与信息学报》编委;

6)《集成电路与嵌入式系统》编委;

7)2019年ACM/IEEE国际纳米架构大会(NANOARCH)主席General Chair;

8)2021年IEEE国际非易失性存储系统与应用大会(NVMSA)执行主席Local Chair;

9)2016年ACM/IEEE国际纳米架构大会(NANOARCH)出版主席Publication Chair;

10)2020年ACM大湖超大规模集成电路国际会议(GLSVLSI)领域主席Track Chair。


项目情况:

主持国家自然科学基金3项(优青、面上、青年)、国家重点研发计划、安徽省重点研发计划;主持中国科协“青年人才托举工程”;主持北航青年拔尖人才项目;主持北航“卓越百人”计划;参与核高基重大专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金重大仪器重点项目、111引智基地等项目。

 

主讲课程:数字集成电路基础(专业课,大二上学期);自旋电子原理(专业课,大四上学期);低功耗IC设计(研究生一年级)。


长期招收师资博士后研究员(35w-52w/年,户口),博士研究生,硕士研究生(可推荐国际联培或国外交流)


代表性论文:

1.Z. Zheng, L. Jia, Z. Zhang, Y. Zhang*, et al.All-electrical perpendicular switching of chiral antiferromagnetic orderNature Materials, 2025.https://www.nature.com/articles/s41563-025-02228-4

2.T. Zhao, Z. Zheng, J. Wang, Y. Zhang*, et al.Spin logic enabled by current vector adderNature Communications, vol.16, 2988, 2025.https://www.nature.com/articles/s41467-025-58225-3 

3.F. Han, Y. Zhang*, et al.Generation of out-of-plane polarized spin current by non-uniform oxygen octahedral tilt/rotationNature Communications, vol.15, 7299, 2024. (https://www.nature.com/articles/s41467-024-51820-w) 

4.Z. Zhang, K. Lin, Y. Zhang*, et al. Magnon scattering modulated by omnidirectional hopfion motion in antiferromagnets for meta-learning, Science Advances, vol.9, eade7439, 2023. (首页亮点论文) https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade7439

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5.Z. Zheng#, Y. Zhang#*, et al.Field-free spin-orbit torque-induced switching of perpendicular magnetization in a ferrimagnetic layer with a vertical composition gradient, Nature Communications, vol.12, 4555, 2021. (ESI高被引论文)https://www.nature.com/articles/s41467-021-24854-7

6. M. Zhao, J. Zhang, Y. Zhang*, et al.“Gate-voltage control of anisotropic bilinear magnetoresistance at Rashba interfaces”, Applied Physics Reviews, vol. 12, 011410, 2025. (亮点论文) (https://pubs.aip.org/aip/apr/article/12/1/011410/3334535/Gate-voltage-control-of-anisotropic-bilinear

7. Y. Zhang*, et al.“Ferrimagnets for spintronic devices: From materials to applications”, Applied Physics Reviews, vol. 10, 011301, 2023. (亮点论文)(ESI高被引论文) (https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0104618

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8. K. Zhang, L. Chen, Y. Zhang*, et al.“Efficient and controllable magnetization switching induced by intermixing-enhanced bulk spin–orbit torque in ferromagnetic multilayers”, Applied Physics Reviews, vol. 9, 011407, 2022. (亮点论文) (https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0067348

9. F. Han, Y. Zhang*, et al.“Enhancing Spin–Orbit Torque Through Octahedral Tilt/Rotation Relaxation in CaRuO3 Films for Efficient Magnetization Switching”, Advanced Functional Materials, 2504842,2025. (https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202504842)

10. L. Chen, K. Zhang, Y. Zhang*, et al.“Engineering symmetry breaking enables efficient bulk spin‐orbit torque‐driven perpendicular magnetization switching”, Advanced Functional Materials, 34, 2, 2308823,2024. (https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202308823)

11. J. Zhang, Y. Zhang*, et al.“Proximity‐Induced Fully Ferromagnetic Order with Eightfold Magnetic Anisotropy in Heavy Transition Metal Oxide CaRuO3”, Advanced Functional Materials, 33, 41, 2306434,2023. (https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202306434)

12. X. Feng, Z. Zheng, Y. Zhang*, et al.“Magneto-ionic control of ferrimagnetic order by oxygen gating”, NANO Letters, 23, 11, 4778–4784,2023. (https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.3c00107)

13. Z. Zhang, Y. Zhang*, et al. “A Production Line Level MTJ Modeling Framework: Integrating Physical Mechanisms, Experimental Data and Manufacturing Variation”, 2024 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2024. (https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10872991)

14. J. Wang, Y. Zhang*, et al. “FRM-CIM: Full-Digital Recursive MAC Computing in Memory System Based on MRAM for Neural Network Applications”, 2024 ACM/IEEE Design Automation Conference (DAC), 2024. (https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3649329.3655937)

15. L. Chen, Y. Zhang*, et al.“Orthogonal-Bulk-Spin-Orbit-Torque Device for All-Electrical In-Memory Computing”, IEEE Electron Device Letters, vol. 45, 3, pp. 504-507, 2024. (https://ieeexplore.ieee.org/document/10401177

16. Z. Zhang, Y. Zhang*, et al.“Ultra-Low-Power Reservoir Computing Based on Synthetic Antiferromagnetic Skyrmion Pairs”, IEEE Electron Device Letters, vol. 43, 9, pp. 1567-1570, 2022. (https://ieeexplore.ieee.org/document/9844710

17. G. Wang, Y. Zhang*, et al.“Ultrafast and Energy-Efficient Ferrimagnetic XNOR Logic Gates for Binary Neural Networks”, IEEE Electron Device Letters, vol. 42, 4, pp. 621-624, 2021. (https://ieeexplore.ieee.org/document/9363935

18. J. Wang, Y. Zhang*, et al.“RSACIM: Resistance summation analog computing in memory with accuracy optimization scheme based on MRAM”, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 71, 3, 1014-1024, 2023. (https://ieeexplore.ieee.org/document/10339805

19. Y. Zhang*, et al.“Time-Domain Computing in Memory Using Spintronics for Energy-Efficient Convolutional Neural Network”, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 68, 3, 1193-1205, 2021. (https://ieeexplore.ieee.org/document/9345759

20. Y. Li, Y. Zhang*, et al.“APIM: An Antiferromagnetic MRAM-Based Processing-In-Memory System for Efficient Bit-Level Operations of Quantized Convolutional Neural Networks”, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, vol. 43, 8, 2405-2410, 2024. (https://ieeexplore.ieee.org/document/10457534


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学生培养情况:

1)奖励:

3位学生获得IEEE夏令营奖学金;

1位学生获得IEEE国际会议学生奖学金;

1位学生获得IUMRS前沿材料研究生奖;

全国大学生集成电路创新创业大赛优秀组织奖;

北航校级优秀班主任;

北航青年教师教学业务培训优秀学员。


2)交换访学:

南江(日本东京大学,国家留学基金委);

郑臻益(美国西北大学,国家留学基金委);

张志仲(法国巴黎-萨克雷大学,国家留学基金委);

王冠达(法国巴黎-萨克雷大学,国家留学基金委);


3)毕业学生及去向:

陈磊博士,2024年,杭州北京航空航天大学国际创新研究院);

王冠达(北航-法国巴黎萨克雷双学位博士,2022年,航天科技集团五院);

郑臻益(博士,2021年,新加坡国立大学);

张志仲(北航-法国巴黎萨克雷双学位博士,2021年,北京航空航天大学);

王进凯(博士,2021年,北京航空航天大学,北京市优秀毕业生);

南江(博士,2020年,中国电子技术标准化研究院);

陈友祥(硕士,2024年,华为海思);

王宏羽(硕士,2022年,中国信息通信研究院);

郝作磊(硕士,2022年,睿思芯科);

孙树健(硕士,2022年,航天科技772所);

孙晋怡(硕士,2021年,航天科技772所);

柏忆宁(硕士,2021年,长鑫存储技术有限公司);

连晨宇(硕士,2020,阿里巴巴公司);

黄哲(硕士,2020,航天科技772所);

徐国伟(硕士,2020,歌尔公司);

吕少春(硕士,2019年,Qualcomm 高通公司);

王昱(硕士,2018年,National Instruments 美国国家仪器公司);

朱元治(本科,2020年,瑞士苏黎世联邦理工学院);

史一川(本科,2017年,美国杜克大学)。