(a) Tværsnitstransmissionselektronmikrofotografi af m-planet Al2 O3 /Cr2 O3 grænseflade med c-aksen [0001]-orienteret ud af siden og (b,c) de tilsvarende diffraktogrammer af Cr2 O3 og Al2 O3 angiver epitaksial orden. (d) Prøve geometri. Magnetfeltet påføres parallelt med c-aksen. (e) Spin Seebeck (SSE) spænding af Cr2 O3 /Pt-prøven viser en fortegnsændring på tværs af SF-overgangen. (f) SSE-signaler domineret af venstrehånds (LH) og kvasiferromagnetiske (QFM) magnoner falder hurtigt med stigende temperatur. Kredit:Rodolfo Rodriguez et al., Physical Review Research (2022). DOI:10.1103/PhysRevResearch.4.033139
Antiferromagneter har nul nettomagnetisering og er ufølsomme over for eksterne magnetfeltforstyrrelser. Antiferromagnetiske spintroniske enheder har et stort løfte om at skabe fremtidige ultrahurtige og energieffektive informationslagrings-, behandlings- og transmissionsplatforme, hvilket potentielt kan føre til hurtigere og mere energieffektive computere.
Men for at være nyttige til applikationer, der påvirker hverdagen, skal enhederne kunne fungere ved stuetemperatur. En af nøgleingredienserne i realiseringen af antiferromagnetisk spintronik er injektionen af spinstrøm ved den antiferromagnetiske grænseflade. Tidligere blev effektiv spin-injektion ved disse grænseflader realiseret ved kryogene temperaturer.
Et hold ledet af Igor Barsukov ved University of California, Riverside, i samarbejde med forskere ved Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, University of Utah og University of California, Irvine, har nu demonstreret effektiv spintransport i en antiferromagnet/ferromagnet hybrid, der forbliver robust op til stuetemperatur. Forskerne observerede kobling af magnoniske undersystemer i antiferromagneten og ferromagneten og anerkendte dens betydning i spintransport, en nøgleproces i driften af spin-baserede enheder.
Undersøgelsen vises i Physical Review Research .
"Vores resultater slår bro mellem spin-orbitroniske fænomener af ferromagnetiske metaller med antiferromagnetisk spintronik og demonstrerer et betydeligt fremskridt i retning af realisering af rumtemperatur antiferromagnetiske spintroniske enheder," sagde Barsukov, en assisterende professor i fysik og astronomi.
Barsukov fik følgeskab i forskningen af Rodolfo Rodriguez, Shirash Regmi, Hantao Zhang, Wei Yuan, Jing Shi og Ran Cheng fra UCR; Pavlo Makushko, Ihor Veremchuk, René Hübner og Denys Makarov fra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf; og Eric A. Montoya fra University of Utah og tidligere fra UC Irvine. + Udforsk yderligere