_ Bloc de construcție pentru magnetoelectric Logica spin-orbită deschide o nouă cale pentru tehnologiile cu putere redusă dincolo de CMOS

Într-un articol publicat în Nature Communications, o echipă internațională condusă de cercetători din grupul Nanodevices de la CIC nanoGUNE a reușit comutarea magnetizării bazată pe tensiune. și citirea nanodispozitivelor magnetoelectrice spin-orbita. Acest studiu constituie o dovadă de principiu a acestor nanodispozitive, care sunt elementele de bază ale logicii magnetoelectrice spin-orbit (MESO), deschizând o nouă cale pentru tehnologiile de mică putere dincolo de CMOS.

O cale pentru magnetice. -S-a propus comutarea magnetismului fără câmp, bazată pe tensiune folosind materiale magnetoelectrice care prezintă mai mult de una dintre proprietățile feroice primare în aceeași fază. Dintre mai multe combinații posibile, este de așteptat ca coexistența feroelectricității și feromagnetismului să permită controlul magnetizării prin comutarea polarizării feroelectrice cu un câmp electric.

În această categorie, ferita de bismut (BiFeO3) a fost cea mai mare. material studiat, prezentând o cuplare strânsă între ordinele antiferomagnetice și feroelectrice la temperatura camerei.

Drumul către dispozitivele pe bază de multiferoic a fost lung și sinuos, cu rezultate rare raportate. Cu toate acestea, este de așteptat ca astfel de dispozitive să poată reduce energiile de magnetizare de scriere până la intervalul attojoule, o îmbunătățire de câteva ordine de mărime în comparație cu dispozitivele de ultimă generație bazate pe curent.

Acest lucru de conducere. forța a condus la propunerea recentă a logicii MESO, sugerând un nanodispozitiv bazat pe spin adiacent unui multiferoic, unde magnetizarea este comutată numai cu un impuls de tensiune și este citită electric folosind fenomene de conversie a curentului spin-to-charge (SCC).

Acum, o echipă de cercetători a demonstrat implementarea experimentală a unui astfel de dispozitiv. Echipa a fabricat nanodispozitive SCC pe BiFeO3 și a analizat reversibilitatea magnetizării CoFe feromagnetic folosind o combinație de microscopie piezorăspunsă și forță magnetică, în care starea de polarizare a BiFeO3 și magnetizarea CoFe sunt imagini la comutare.

Cercetătorii au corelat apoi acest lucru cu experimente SCC complet electrice în care s-au aplicat impulsuri de tensiune pentru a comuta BiFeO3, inversând magnetizarea CoFe (scriere) și au fost măsurate diferite tensiuni de ieșire SCC în funcție de direcția de magnetizare (citire).

Rezultatele publicate susțin comutarea și citirea magnetizării bazate pe tensiune în nanodispozitive la temperatura camerei, activată prin cuplarea de schimb între BiFeO3 multiferoic și CoFe feromagnetic, pentru scriere, și SCC între CoFe și Pt, pentru citire.

În timp ce sunt necesare lucrări suplimentare în ceea ce privește controlabilitatea și reproductibilitatea comutării, în special în ceea ce privește texturile feroelectrice și magnetice din BiFeO3, aceste rezultate oferă un pas cheie înainte spre controlul tensiunii magnetizării în magneți la scară nanometrică, esențial pentru spin-ul de putere redusă viitor. -dispozitive de memorie și logică.

(Fluierul)