外延钴/非磁性层/垂直磁化铁磁层的磁化翻转新结构。底部钴层外延生长在具有强磁各向异性的衬底上，使我们能够独立控制顶部和底部磁性层。鸣谢:Jeongchun Ryu国际研究团队在寻求高密度、低功耗的非易失性磁性存储器方面取得了重要的里程碑式进展。“我们建立了一种新方法，可以在垂直磁化的铁磁体上实现磁化反转——而不需要外部磁场，”该研究的合著者、东北大学工程研究生院教授Makoto Kohda说。
自旋电子器件优化了电子的固有自旋及其相关的磁运动。随着社会需要性能更好、功耗更低的电子器件，自旋电子学将在下一代纳米电子器件中发挥重要作用。
从电荷电流转换而来的自旋电流在铁磁体上产生自旋轨道扭矩(SOT ),从而实现对磁化的电控制。目前，这是单向进行的，必须使用外部磁场来转换垂直磁化的铁磁体。所谓的无磁场开关，以及为降低能耗而降低的电流密度，对商业可行性至关重要。
Kohda和他的团队由来自东北大学工程研究生院的名誉教授Junsaku Nitta和来自韩国高级科学技术研究所(KAIST)的同事组成，如研究员Jeonchun Ryu、Byong-Guk Park教授和Kyung-李真教授。
他们利用各个方向产生的自旋，使用多晶CoFeB/Ti/ CoFeB来创建无场开关——这一点至关重要，因为这种材料已经用于自旋电子器件的大规模生产。此外，新方法带来了比现有的基于自旋电流的磁化反转低30%的电流密度。
“国际合作是展示下一代非易失性存储器技术的关键。我们的下一步将是将这一原则应用于自旋电子设备的大规模生产，以帮助引入物联网和人工智能所需的节能技术，”Kohda补充道。
该团队的成果发表在2022年4月7日的《自然·电子》杂志上。
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