在室温下，对一种可适用于晶圆的范德华铁磁体实现亚纳秒级的无场切换

二维范德华铁磁体无电场超快切换研究通过Fe3GaTe2/Pt异质结构实现，利用外延生长工程调控铁浓度梯度建立共存的平面和垂直磁各向异性，基于自旋轨道扭矩效应在室温下实现亚纳秒级磁化翻转，为新型自旋电子器件和快速存储技术提供解决方案。

　　

摘要

在二维范德华（vdW）铁磁体（FM）中对磁性的电操控为下一代自旋电子设备带来了潜力。研究在室温下、无需外部磁场的情况下实现超快切换的技术，有助于推动更快存储器的开发，并加深对二维FM磁化切换机制的理解。在本研究中，通过外延生长工程技术在可量产的Fe₃GaTe₂/Pt异质结构中实现了亚纳秒级别的无场、室温自旋轨道扭矩（SOT）切换。通过引入不同浓度的Fe，成功在铁磁层内部建立了面内磁各向异性（IMA）和垂直磁各向异性（PMA）的共存。这种无场切换是由Pt产生的SOT驱动的，其原理是利用IMA分量在切换过程中打破面内对称性。这项工作为将高效的二维vdW材料集成到先进自旋电子设备及更快存储技术中奠定了基础。

图形摘要

Du等人展示了在晶圆级范德华铁磁体/Pt异质结构中实现0.8纳秒级别的无场自旋轨道扭矩切换。通过调控Fe的成分梯度来调控共存的垂直和面内磁各向异性，从而在室温下实现了可靠且可控的切换，为开发超快、节能的二维自旋电子设备提供了可行的路径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。