通過極化改變的非易失性控制磁各向異性

金澤大學(xué)的研究人員通過相鄰金屬氧化物層的電極化來控制金屬層的磁性。計(jì)算模擬和實(shí)驗(yàn)測量表明，鈷鉑合金層的磁性強(qiáng)烈取決于其上的氧化鎂鋅層的極化方向。使用極化的磁特性控制的概念顯示了推動(dòng)非易失性磁存儲器發(fā)展的潛力。

使用電來控制材料的磁性能的能力對于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展非常重要，特別是非易失性存儲器，該存儲器不需要恒定的電源就可以保持設(shè)定狀態(tài)。即，對材料的磁態(tài)的電控制可以允許我們實(shí)現(xiàn)使用電在不同狀態(tài)之間切換的非易失性磁存儲器的有吸引力的節(jié)能概念。最近，金澤大學(xué)的日本研究人員發(fā)現(xiàn)，可以通過在上面的金屬氧化物層上通電來控制一個(gè)金屬層的磁性。

研究小組研究了上覆的氧化鋅(ZnO)層的電極化引起的鈷鉑合金(CoPt)層的磁性能變化。計(jì)算仿真表明，切換ZnO層的電極化對ZnO和CoPt之間的界面處的化學(xué)勢有很大影響，進(jìn)而導(dǎo)致CoPt層的磁行為發(fā)生了顯著變化。CoPt層的磁行為變化是非易失性的;也就是說，該層保持在凝固狀態(tài)，直到ZnO層的電極化改變?yōu)橹埂?/p>

作者M(jìn)asao Obata說：“ ZnO電極化對CoPt磁性的巨大影響可以用ZnO極化來控制CoPt原子軌道的相互作用來解釋。”

為了確認(rèn)從他們的模擬中獲得的有希望的結(jié)果，研究人員制造了一種堆疊結(jié)構(gòu)，稱為隧道結(jié)，其中包含摻Mg的ZnO和CoPt層。研究了隧道結(jié)的磁性和開關(guān)行為。結(jié)果表明，取決于ZnO層的電極化狀態(tài)，隧道結(jié)表現(xiàn)出明顯不同的磁行為，從而在模擬結(jié)果和理論發(fā)現(xiàn)之間提供了定性的一致性。

合著作者Tatsuki Oda解釋說：“ ZnO / CoPt系統(tǒng)證明可以實(shí)現(xiàn)對材料磁性能的非易失性電控制。” “這樣的概念對于開發(fā)先進(jìn)的節(jié)能型非易失性磁存儲器很重要。”

通過ZnO的電極化對CoPt的磁性行為進(jìn)行非易失性控制代表了一個(gè)誘人的概念，可實(shí)現(xiàn)新的非易失性存儲應(yīng)用以進(jìn)一步推進(jìn)信息處理。