Forskare vid Kanazawa University kontrollerade de magnetiska egenskaperna hos ett metallskikt genom elektrisk polarisering av ett angränsande metalloxidskikt. Beräkningssimuleringar och experimentella mätningar avslöjade att magnetismen hos ett kobolt-platina-legeringsskikt starkt berodde på polarisationsriktningen för ett överliggande magnesiumzinkoxidskikt. Begreppet magnetisk egenskapskontroll med elektrisk polarisering visar potential att utveckla icke -flyktigt magnetiskt minne.

Förmågan att styra de magnetiska egenskaperna hos ett material med hjälp av elektricitet är viktigt för utvecklingen av datorteknik, särskilt icke flyktigt minne, vilket är minne som inte kräver någon konstant elektrisk matning för att upprätthålla ett inställt tillstånd. Det är, elektrisk styrning av ett magnetiska tillstånd i ett material kan tillåta oss att förverkliga det attraktiva energieffektiva konceptet med flyktigt magnetiskt minne som växlar mellan olika tillstånd med hjälp av elektricitet. Nyligen, Japanska forskare från Kanazawa University fann att de magnetiska egenskaperna hos ett metallskikt kunde kontrolleras genom att applicera elektricitet på ett överliggande metalloxidskikt.

Forskargruppen undersökte förändringen i de magnetiska egenskaperna hos ett lager av kobolt-platina-legering (CoPt) inducerad av elektrisk polarisering av ett överliggande zinkoxid (ZnO) -skikt. Beräkningssimuleringar visade att byte av ZnO -skiktets elektriska polarisering hade stor effekt på den kemiska potentialen vid gränssnittet mellan ZnO och CoPt, vilket i sin tur ledde till en avsevärd förändring av CoPt -skiktets magnetiska beteende. Förändringen av CoPt -skiktets magnetiska beteende var icke flyktig; d.v.s. skiktet förblev i inställt tillstånd tills den elektriska polarisationen av ZnO -skiktet ändrades.

"Den stora effekten av ZnO:s elektriska polarisering på CoPts magnetiska egenskaper kan förklaras av att ZnO:s polarisering ger kontroll över interaktionerna mellan atomorbitalerna i CoPt, "säger författaren Masao Obata.

För att bekräfta de lovande resultaten från deras simuleringar, forskarna tillverkade en staplad struktur som kallas en tunnelkorsning som innehåller Mg -dopade ZnO- och CoPt -lager. Tunnelkorsningens magnetiska egenskaper och kopplingsbeteende undersöktes. Resultaten avslöjade att tunnelkorsningen visade väsentligt olika magnetiska beteenden beroende på ZnO -skiktets elektriska polarisationstillstånd, tillhandahålla kvalitativ överensstämmelse mellan simuleringsresultaten och teoretiska fynd.

"ZnO/CoPt -systemet visar att det är möjligt att uppnå icke flyktig elektrisk styrning av materialets magnetiska egenskaper, "förklarar medförfattaren Tatsuki Oda." Ett sådant koncept är viktigt för utvecklingen av avancerat energieffektivt icke-flyktigt magnetiskt minne. "

Den icke flyktiga kontrollen av CoPts magnetiska beteende genom den elektriska polarisationen av ZnO representerar ett attraktivt koncept för att realisera nya icke flyktiga minnesapplikationer för att ytterligare avancera informationsbehandling.