反铁磁材料电信号实现可读可控
以往对反铁磁自旋动力学的探测都是在毫米尺度甚至更大的样品上进行的,这种尺寸根本无法应用于真正实用的器件中。而此次研究中,研究团队制造出的是微米级别的器件,尺寸缩小了近千倍,并能在其中探测到强烈信号。
此次成功的关键在于,研究团队利用量子力学中的“隧穿效应”,即电子可穿越常规物理势垒的现象,构建出一种可读取自旋变化的隧道结。当反铁磁材料内部的自旋方向发生变化时,隧穿电子的电阻也随之改变,从而实现高速电信号读取。
最新研究还融合了自旋电子学与二维材料两个前沿领域。团队利用“自旋轨道转矩”机制,通过电流激发自旋流,对材料中的自旋结构施加“扭矩”,实现有效调控。
该成果标志着反铁磁材料研究迈出从“难以利用”到“可读可控”的关键一步,为开发新一代低功耗、高速运算芯片提供了全新路径。