全电学垂直翻转手性反铁磁序

翻转比翻4倍

证实了多晶手性反铁磁材料可被全电学双向垂直翻转，突破了先前只有单晶材料易翻转的限制。

Zheng, Zhenyi · Zhang, Zhizhong · 周国伟 · Ren, Lizhu · Zhao, Tieyang · Rui, Xiao · 杜轶 · 刘亮 · Gradečak, Silvija · Novoselov, Konstantin Sergeevich · 赵巍胜 · 许小红 · 张悦 · Chen, Jingsheng

Nature Materials 2025

具体参数

翻转比

80 %

临界电流密度

1 MA cm-2

技术优势

翻转比提高到80%

在多晶Mn₃Sn中实现稳定翻转，远超此前多晶样品的20-30%。

临界电流密度降低一个数量级

降至约1 MA cm⁻²，意味着同等电流下能耗更低。

无需外部磁场

二维WTe₂提供的面外自旋轨道矩打破了面内反演对称性，实现无磁场双向翻转。

多晶材料即可工作

摆脱了对单晶衬底和固定易磁化轴的依赖，有望直接用于规模化器件制造。

应用场景

• 反铁磁存储器件：提供高密度、抗干扰的存储单元，可无磁场操作。
• 自旋电子器件：扩展自旋电子器件在无磁场环境下的电控翻转能力。
• 垂直磁翻转存储：实现垂直构型下的无场双向翻转，简化器件结构。