中國科學(xué)院科學(xué)家團(tuán)隊——深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所納米調(diào)控與生物力學(xué)研究室科學(xué)家在多鐵異質(zhì)結(jié)電控磁領(lǐng)域取得新進(jìn)展，該研究為低能耗、非破壞性的電寫磁讀存儲方式提供了新的途徑。相關(guān)成果以Deterministic, Reversible, and Nonvolatile Low-Voltage Writing of Magnetic Domains in Epitaxial BaTiO3/Fe3O4Heterostructure（《利用低電壓在BaTiO3/Fe3O4異質(zhì)結(jié)中實現(xiàn)穩(wěn)定、可逆并且非易失地翻轉(zhuǎn)磁疇》）為題發(fā)表在納米材料雜志ACS Nano上，論文第一作者為深圳先進(jìn)院博士鐘高闊。

基于多鐵性材料的電控磁耦合效應(yīng)對于實現(xiàn)磁性的非易失性調(diào)控具有豐富的物理內(nèi)涵和巨大的應(yīng)用前景，在過去的二十年里一直是物理學(xué)及材料學(xué)領(lǐng)域的一大研究熱點。目前，電控磁耦合往往通過界面應(yīng)變間接誘導(dǎo)產(chǎn)生，而由于應(yīng)變的反演對稱性使得電場很難改變磁化取向，反之亦然。同時，近年來大量研究利用離子在材料中的運動來控制材料的成分和結(jié)構(gòu)，這為在多鐵材料中利用電場控制磁化取向提供了新思路。

團(tuán)隊利用脈沖激光沉積系統(tǒng)（PLD）成功制備出BaTiO3Fe3O4多鐵外延異質(zhì)結(jié)。通過施加電壓實現(xiàn)BaTiO3的極化翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制Fe3O4中氧空位的運動，從而實現(xiàn)Fe3O4中磁矩方向的可逆、非易失性調(diào)控。此外，該研究利用磁性氧化物中固有的氧空位，不需要離子液體柵極，有利于廣泛應(yīng)用于氧化物多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)，大大簡化了設(shè)備的應(yīng)用。此方法對利用離子運動調(diào)控多鐵材料電控磁性能提供了新的思路，具有廣闊的應(yīng)用前景。

上述工作得到國家重點研發(fā)計劃納米科技重點專項、國家自然科學(xué)基金和深圳市科技創(chuàng)新委員會等的資助。

利用BaTiO3的極化翻轉(zhuǎn)控制Fe3O4中氧空位的分布，從而實現(xiàn)Fe3O4中磁矩翻轉(zhuǎn)
來源：中國科學(xué)院