处理完成 超低辅助磁场下电场全垂直切换亚铁磁序——实现高效自旋电子器件的新途径

为解决自旋电子器件中能耗高的问题，来自未知机构的研究人员开展了电场控制垂直磁化切换的研究。通过化学掺杂补偿亚铁磁体，实现了仅需3 mT超低辅助磁场的180°垂直亚铁磁序反转，开关比接近100%。该成果为纯电场控制的能量高效自旋电子学开辟了新途径。

　　

电场控制的可逆垂直磁化切换对于能量高效的自旋电子(Spintronic)器件极具吸引力但极其具有挑战性。最近报道的由铁电体和补偿亚铁磁体组成的多铁异质结构为实现这一长期目标提供了有希望的途径。然而，需要巨大的辅助磁场来确保通过电场完全可逆地切换垂直亚铁磁(Ferrimagnetic)序，这阻碍了进一步向实际应用的发展。研究表明，通过化学掺杂补偿亚铁磁体可以克服这一挑战。使用二元GdFe合金作为模型体系，发现Mn掺杂剂导致在补偿温度附近磁矫顽场前所未有的降低。因此，在仅3 mT的创纪录低辅助磁场下，展示了电场控制的180°垂直亚铁磁序反转，具有高开关比（接近100%）和良好的可逆性。这种非易失性电场控制是通过易失性压电应变(Piezo-strain)实现的，扩展了应变介导策略的范围。此外，在磁性多层膜中实现了无磁场、电场驱动的垂直磁切换。这些结果为通过纯电场控制实现能量高效的自旋电子学开辟了新途径。