研究人員發現亞鐵磁體可以用來加速自旋電子

上圖所示為Pt/Co44Gd56層結構的示意圖，其中鐵磁Co44Gd56顯示垂直磁各向異性(TaOx未示出)。綠色（黑色）箭頭分別表示Gd（Co）晶格矩在疇壁結構中的排列。圖片來源：《自然納米技術Nanotechnology》（2018）。

來自麻省理工學院、馬克斯伯恩研究所、柏林理工大學和德國電子同步加速器（DESY）研究所的研究小組發現，理論上用鐵磁體代替鐵磁體可以加速自旋電子裝置。發表在《自然納米技術》雜誌上的一篇論文中，該小組描述了他們的研究和研究所發現的成果。

自旋電子學裝置利用電子自旋來達到特定目的，這種技術的一種可能的應用是在高密度存儲設備中。這種器件已經提出使用磁孤子（一種准粒子），例如納米尺度疇壁，其中材料具有磁矩在一側向下和另一側向上的區域之間的邊界，或者磁斯格明子，它們是與重子有關的粒子。在這種裝置中，孤子將充當用於編碼信息的比特——它們將使用稱為跑道的東西來移動，這種裝置能夠使用自旋極化的電流脈衝沿著諸如納米線之類的結構移動疇壁。但迄今為止，這種商業設備的開發一直受到一個問題的阻礙——比特位實際上太大，這使得很難以實現足夠快的移動速度，讓整個想法變得有價值。在這項新的努力中，研究小組建議使用亞鐵磁體代替在這些器件中使用鐵磁體。

鐵磁體是傳統的磁體，具有類似鐵的特性。另一方面，鐵磁體是具有兩種具有不同磁矩的離子的材料，它們也是在相反方向上極化的。研究人員建議使用它們可以允許產生更小的比特，因為它們允許更快的疇壁動力學發生，這是因為重新定向磁矩所需的凈角動量沒有變化。他們宣稱，在不採用低溫技術的情況下，製造這種開關可以在尺寸和速度上進行數量級的改進。這可能有助於在較短的時間內創造新的消費品。

來源：https://phys.org/news/2018-09-ferrimagnets-spintronics-devices.html

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