Ikke-flygtig kontrol af magnetisk anisotropi gennem ændring af elektrisk polarisering

Forskere ved Kanazawa University kontrollerede de magnetiske egenskaber ved et metallag gennem den elektriske polarisering af et tilstødende metaloxidlag. Computersimuleringer og eksperimentelle målinger afslørede, at magnetismen af ​​et kobolt-platinumlegeringslag stærkt var afhængig af polariseringsretningen af ​​et overliggende magnesiumzinkoxidlag. Begrebet magnetisk egenskabskontrol ved hjælp af elektrisk polarisering viser potentiale til at fremme udviklingen af ​​ikke -flygtig magnetisk hukommelse.

Evnen til at kontrollere de magnetiske egenskaber af et materiale ved hjælp af elektricitet er vigtig for udviklingen af ​​computerteknologi, især ikke -flygtig hukommelse, som er hukommelse, der ikke kræver nogen konstant elektrisk forsyning for at opretholde en indstillet tilstand. Det er, elektrisk styring af et materiales magnetiske tilstande kan muligvis realisere det attraktive energieffektive koncept for ikke-flygtig magnetisk hukommelse, der skiftes mellem forskellige tilstande ved hjælp af elektricitet. For nylig, Japanske forskere fra Kanazawa University fandt ud af, at de magnetiske egenskaber ved et metallag kunne kontrolleres ved at påføre elektricitet på et overliggende metaloxidlag.

Forskergruppen undersøgte ændringen i de magnetiske egenskaber af et lag kobolt-platinumlegering (CoPt) forårsaget af elektrisk polarisering af et overliggende zinkoxid (ZnO) lag. Computersimuleringer viste, at skift af den elektriske polarisering af ZnO -laget havde en stor effekt på det kemiske potentiale ved grænsefladen mellem ZnO og CoPt, hvilket igen førte til en betydelig ændring i CoPt -lagets magnetiske adfærd. Ændringen af ​​CoPt -lagets magnetiske adfærd var ikke -flygtig; dvs. laget forblev i den indstillede tilstand, indtil den elektriske polarisering af ZnO -laget blev ændret.

"Den store effekt af ZnO's elektriske polarisering på CoPts magnetiske egenskaber kan forklares ved, at ZnO's polarisering giver kontrol over interaktionerne mellem atomorbitalerne i CoPt, "siger forfatteren Masao Obata.

For at bekræfte de lovende resultater opnået fra deres simuleringer, forskerne fremstillede en stablet struktur kaldet et tunnelkryds, der indeholder Mg -dopede ZnO- og CoPt -lag. Tunnelkrydsets magnetiske egenskaber og koblingsadfærd blev undersøgt. Resultaterne viste, at tunnelforbindelsen viste væsentligt forskellig magnetisk adfærd afhængigt af ZnO -lagets elektriske polarisationstilstand, at levere kvalitativ overensstemmelse mellem simuleringsresultaterne og teoretiske fund.

"ZnO/CoPt -systemet viser, at det er muligt at opnå ikke -flygtig elektrisk styring af materialers magnetiske egenskaber, "forklarer medforfatter Tatsuki Oda." Et sådant koncept er vigtigt for udviklingen af ​​avanceret energieffektiv ikke-flygtig magnetisk hukommelse. "

Den ikke -flygtige kontrol af CoPts magnetiske adfærd ved hjælp af den elektriske polarisering af ZnO repræsenterer et attraktivt koncept for at realisere nye ikke -flygtige hukommelsesapplikationer for yderligere at fremme informationsbehandling.