Hvordan magnetiseringsretningen kan styres ved hjælp af belastning i et multiferroisk grænseflademateriale

Styring af magnetiseringsretningen ved hjælp af lavt elektrisk felt er nødvendig for at udvikle effektive spintroniske enheder. I spintronik bruges egenskaber ved en elektrons spin eller magnetiske moment til at lagre information. Elektronspindene kan manipuleres ved at belaste orbitale magnetiske momenter for at skabe en højtydende magnetoelektrisk effekt.

Et japansk forskerhold, ledet af Jun Okabayashi fra University of Tokyo, inklusive lektor Yoshihiro Gohda fra Tokyo Tech og forskere fra Osaka University har afsløret en belastningsinduceret orbital kontrolmekanisme i multiferroiske grænseflader. Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet NPG Asia Materials .

I multiferroisk materiale kan det magnetiske felt styres ved hjælp af et elektrisk felt - hvilket potentielt kan føre til effektive spintroniske enheder. Den multiferroiske grænseflade, som Okabayashi og hans kolleger studerede, består af en forbindelse mellem et ferromagnetisk materiale og et piezoelektrisk materiale. Magnetiseringsretningen i materialet kunne styres ved at påføre spænding.

Holdet viste den mikroskopiske oprindelse af den store magnetoelektriske effekt i materialet. Deformationen genereret fra det piezoelektriske materiale kan ændre det ferromagnetiske materiales orbitale magnetiske moment. De afslørede element-specifik orbital kontrol i det grænseflade multiferroiske materiale ved hjælp af reversibel belastning og gav retningslinjer for design af materialer med en stor magnetoelektrisk effekt. Resultaterne vil være nyttige i udviklingen af ​​ny informationsskrivningsteknologi, der forbruger mindre strøm.

Flere oplysninger: Jun Okabayashi et al., Strain-induced specific orbital control in a Heusler legeringsbaseret multiferroics grænseflade, NPG Asia Materials (2024). DOI:10.1038/s41427-023-00524-6

Leveret af Tokyo Institute of Technology