离子门控自旋霍尔异质结

无场翻转低功耗

利用离子液体门控实现无外磁场辅助的自旋霍尔磁化翻转，并具有非易失性和低功耗特性。

Chu, Ruiyue · 崔彬 · Liu, Liang · Liu, Weikang · Miao, Tingting · Ren, Xue · 成彬 · 吴欣怡 · 胡季帆

ACS Applied Materials & Interfaces 2023

技术优势

不用外磁场

离子液体门控诱发氧离子迁移，在 Co 层产生交换偏置场，替代了通常必需的面内辅助场。

调控不挥发

氢离子吸脱附对临界电流和自旋霍尔效率的调控是可逆且非易失的，撤去门压后状态保持。

室温低功耗

整个过程由离子液体门控驱动，无需加热或低温，能耗低，适合器件集成。

应用场景

• 自旋电子器件：用无外场翻转和效率调控替代传统 SOT 器件，简化结构并降低功耗。
• 磁随机存储器：实现无外场写入，避免额外磁场线圈，提高存储密度和能效。
• 低功耗集成电路：离子液体门控调控临界电流，降低写入功耗，适合低功耗逻辑。
• 微纳电子：与现有微纳制造工艺兼容，可集成到纳米级自旋逻辑单元。