「前沿技術」鐵石榴石中的手性磁性與電驅動疇壁
2020-08-27 藍海星智庫---------- 獲取更多信息，請關注我們----------
受美國DARPA「電子拓撲激勵」項目資助，麻省理學院的研究人員通過實驗證實，具有垂直方向各向異性磁性的鐵石榴石薄膜中存在純手性Néel磁疇壁，且疇壁可由電流驅動。
磁性氧化物是製造自旋存儲器信號傳輸器件的基礎材料。目前，鉑等貴金屬已在絕緣磁性氧化物中實現了自旋傳輸，但尚未觀察到手性自旋結構。為此，研究人員以釓鎵石榴石（Gd3Ga5O12）為襯底，通過外延生長得到5 ~ 7 nm厚垂直磁化的兩種鐵石榴石薄膜——Tm3Fe5O12和Tb3Fe5O12，塗覆4 nm厚的鉑層並進行光刻。在光刻軌道兩端施加交變電流，測量與軌道正交的金線的霍爾電阻，並用磁光克爾效應旋光儀檢測局部磁化。實驗結果表明，中心對稱的鐵石榴石薄膜中存在手性磁場，能穩定手性Néel 磁疇壁的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用。Néel疇壁可由臨近鉑層引發的自旋電流驅動，移動速度超過800 m/s。
具有手性疇壁的稀土鐵石榴石有望用於低功率、高速自旋電子器件的製造，利用自旋電流操作手性磁性的方法還可用於為新型自旋電子器件的開發。
（藍海星）
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