东北大学 无花果
1:使用基于传统铁磁体的自旋电子器件(左)和基于反铁磁体的器件(右)的信息存储示意图(箭头表示磁矩)
在基于调频的设备(左)中，信息位(状态“1”或“0”)按照时刻的方向(红色/向上或蓝色/向下)进行编码
原子力显微镜的补偿结构(右)具有独特的优势，但同时也构成了重大障碍
信用:萨米克·杜塔古塔和俊介·富卡米 对大数据和人工智能的高吞吐量智能计算范式的追求，以及不断增长的数字信息量，导致对高速、低功耗下一代电子设备的需求日益增加
“被遗忘的”反铁磁物质世界，一类磁性材料，为未来电子器件的发展提供了希望，并补充了当今基于铁磁体的自旋电子技术(图
1)
基于原子力显微镜的功能自旋电子器件开发面临的巨大挑战是高速电子操作(记录)、检测(检索)和确保记录信息的稳定性——所有这些都在半导体工业友好型材料系统中进行
东北大学、新南威尔士州大学(澳大利亚)、苏黎世联邦理工学院(瑞士)和钻石光源(英国)的研究人员成功地证明了具有高热稳定性的多晶金属反铁磁异质结构中的电流感应开关
既定的发现显示了信息存储和处理技术的潜力
该研究小组使用了锰基金属原子力显微镜/重金属异质结构——由于其显著的反铁磁各向异性及其与锰硅电子器件的兼容性而具有吸引力(图
2(a))
电阻态(1或0)的电记录通过HM层的自旋轨道相互作用获得；相邻HM中的电荷电流导致自旋轨道转矩作用在原子力显微镜上，导致电阻水平变化到微秒级(图
2(b))
无花果
2: (a)开发的堆栈结构示意图
(2)在铂层外加电流的作用下，原子力显微镜/高介电常数铂锰/铂结构电流诱导开关的实验结果
反铁磁态的读取是通过测量输出读取电阻来实现的
记录状态(1或0)的稳定性通过测量数小时的RHall来研究
红色和蓝色阴影区域对应于高阻态(“1”)或低阻态(“0”)的电记录
(d)、(e)施加电流脉冲后铂锰/铂结构的x光磁成像
图像的白色和黑色区域表示相反磁对比度的区域，代表反铁磁顺序的反转
信用:萨米克·杜塔古塔和俊介·富卡米 “有趣的是，开关程度可以通过HM层中的电流强度来控制，并显示出长期的数据保持能力，”该研究的相应作者萨米克·杜塔古塔说(图
2(c))
“电子测量的实验结果得到了磁性x光成像的补充，有助于阐明纳米尺度原子力显微镜畴内开关动力学的可逆性质
”(图
2(d)、(e))
该结果首次证明了在金属反铁磁自旋电子学领域中，工业兼容的原子力显微镜的电流感应转换可以达到微秒级
这些发现有望为研究开辟新的途径，并鼓励进一步研究使用金属原子力显微镜实现信息存储和处理技术的功能器件
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