近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫工所納米調控與生物力學(xué)研究室在多鐵異質(zhì)結電控磁領(lǐng)域取得新進(jìn)展，該研究為低能耗、非破壞性的電寫(xiě)磁讀存儲方式提供了新的途徑。相關(guān)成果以Deterministic, Reversible, and Nonvolatile Low-Voltage Writing of Magnetic Domains in Epitaxial BaTiO3/Fe3O4 Heterostructure（《利用低電壓在BaTiO3/Fe3O4異質(zhì)結中實(shí)現穩定、可逆并且非易失地翻轉磁疇》）為題發(fā)表在納米材料雜志ACS Nano上，論文第一作者為深圳先進(jìn)院博士鐘高闊。
基于多鐵性材料的電控磁耦合效應對于實(shí)現磁性的非易失性調控具有豐富的物理內涵和巨大的應用前景，在過(guò)去的二十年里一直是物理學(xué)及材料學(xué)領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。目前，電控磁耦合往往通過(guò)界面應變間接誘導產(chǎn)生，而由于應變的反演對稱(chēng)性使得電場(chǎng)很難改變磁化取向，反之亦然。同時(shí)，近年來(lái)大量研究利用離子在材料中的運動(dòng)來(lái)控制材料的成分和結構，這為在多鐵材料中利用電場(chǎng)控制磁化取向提供了新思路。
團隊利用脈沖激光沉積系統（PLD）成功制備出BaTiO3\Fe3O4多鐵外延異質(zhì)結。通過(guò)施加電壓實(shí)現BaTiO3的極化翻轉，進(jìn)而控制Fe3O4中氧空位的運動(dòng)，從而實(shí)現Fe3O4中磁矩方向的可逆、非易失性調控。此外，該研究利用磁性氧化物中固有的氧空位，不需要離子液體柵極，有利于廣泛應用于氧化物多鐵異質(zhì)結構，大大簡(jiǎn)化了設備的應用。此方法對利用離子運動(dòng)調控多鐵材料電控磁性能提供了新的思路，具有廣闊的應用前景。
上述工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃納米科技重點(diǎn)專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金和深圳市科技創(chuàng )新委員會(huì )等的資助。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.8b05284
