电场调控磁性涡旋旋性的定向翻转（英文）

作者：张跃林; 王传寿; 黄厚兵^*; 鲁京迪; 梁仁荣; 刘坚; 彭仁赐; 张钦彤; 张庆华; 王静; 谷林; 韩秀峰; 陈龙庆; Ramamoorthy Ramesh; 南策文^*; 张金星^*

来源：Science Bulletin, 2020, 65(15): 1260-1267.

• Deterministic reversal
• Electric-field control
• Space-varying strain
• Single magnetic vortex
• Multiferroic heterostructures

在纳米尺度上实现对低维自旋结构可逆、低能耗的调控,对于自旋电子学器件在未来的应用十分重要.磁性涡旋是一种典型的纳米磁畴结构,对称性由极性和旋性决定,传统手段磁场已经实现了对二者的控制.然而,因为磁性涡旋具有时间反演对称性及面内各向同性,通过电场实现对磁性涡旋的控制依旧存在挑战.本文构建了多铁性异质结,通过施加面内双轴脉冲电场,利用空间动态应变的特殊机制,可逆地实现了对磁性涡旋旋性的定向翻转.相场模拟揭示了磁弹能量在空间变化的起因,获得了磁性涡旋畴旋性翻转动力学过程.电场对磁性涡旋畴的定向控制,成功地展示了一种将低维磁性结构集成于低能耗的磁电薄膜器件的新途径.

• 单位
  北京理工大学; 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室; 清华大学