Pt/Cr2O3/Co三层结构

电流翻转奈尔矢量

利用自旋轨道矩实现垂直奈尔矢量的180°确定性翻转，并演示其对相邻铁磁层的非常规磁化切换行为。

Chen, Haoran · Cheng-Fa, Zheng · Kancheng, Ling · 方斌 · Yang, Chendi · Pei, Ke · Cheng, Hanwen · 吴义政 · 车仁超

Advanced Materials 2025

参数信息

奈尔矢量翻转角度

180 °

技术优势

实现奈尔矢量电控翻转

在 Pt/Cr2O3/Co 三层结构中，通过自旋轨道矩实现了垂直奈尔矢量的 180° 翻转。

引发铁磁层非常规翻转

Cr2O3 中奈尔矢量的翻转导致其上 Co 层表现出非常规的开关行为，且 Co 层的开关极性可被反转。

交换偏置同步翻转

Co 层的交换偏置方向与 Co 层磁化一起被同时翻转。

开关比率可调

Co 层的开关比率对 Cr2O3 的反铁磁态敏感，并可通过场冷进行调控。

应用场景

• 反铁磁自旋电子器件：用于验证反铁磁奈尔矢量的电学翻转，为反铁磁自旋电子学提供核心实验依据。
• 高密度存储：有望实现超快速、无杂散场的反铁磁存储单元。
• 自旋轨道矩器件：利用 SOT 驱动垂直奈尔矢量翻转，可简化器件结构。
• 低功耗计算：反铁磁材料无净磁矩，有望降低器件功耗。