基于二维WTe2自旋轨道力矩实现手性反铁磁Mn3Sn垂直磁矩的全电控双向翻转

来自前沿磁电材料领域的研究人员通过创新性地结合二维范德华材料WTe2产生的面内与面外自旋轨道力矩(SOT)，首次实现了多晶手性反铁磁体Mn3Sn中磁八极矩moct的无外场垂直双向翻转。该研究将开关比提升至80%（传统方法仅20-30%），临界电流密度降低一个数量级至1 MA cm?2，为高密度超快反铁磁存储器件的实用化开辟了新路径。

　　

在自旋电子学器件领域，反铁磁材料因其零杂散场和超快动力学特性备受瞩目。尽管电流诱导自旋轨道力矩(SOT)调控反铁磁(AFM)序已被实现，但无外场条件下实现垂直构型的双向翻转始终是重大挑战。最新突破性研究通过二维范德华材料WTe₂构建的特殊异质结，巧妙组合面内/面外SOT效应：面外SOT打破面内反演对称性，使得多晶Mn₃Sn中手性磁八极矩m_oct即使没有固定易磁轴也能实现确定性翻转。这项技术将开关效率提升至80%，较传统方法提高3-4倍，更将操作电流密度降至1兆安培/平方厘米量级，犹如为反铁磁存储器件装上了"纳米级电控开关"。该发现不仅解决了反铁磁存储单元垂直写入的关键技术瓶颈，更通过范德华异质结设计策略为下一代自旋电子器件开发提供了全新范式。