深圳先進院在多鐵異質結電控磁領域取得新進展

　　近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所納米調控與生物力學研究室在多鐵異質結電控磁領域取得新進展，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。相關成果以Deterministic, Reversible, and Nonvolatile Low-Voltage Writing of Magnetic Domains in Epitaxial BaTiO3/Fe3O4 Heterostructure（《利用低電壓在BaTiO3/Fe3O4異質結中實現穩定、可逆并且非易失地翻轉磁疇》）為題發表在納米材料雜志ACS Nano上，論文第一作者為深圳先進院博士鐘高闊。

　　基于多鐵性材料的電控磁耦合效應對于實現磁性的非易失性調控具有豐富的物理內涵和巨大的應用前景，在過去的二十年里一直是物理學及材料學領域的一大研究熱點。目前，電控磁耦合往往通過界面應變間接誘導產生，而由于應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構，這為在多鐵材料中利用電場控制磁化取向提供了新思路。

　　團隊利用脈沖激光沉積系統（PLD）成功制備出BaTiO3\Fe3O4多鐵外延異質結。通過施加電壓實現BaTiO3的極化翻轉，進而控制Fe3O4中氧空位的運動，從而實現Fe3O4中磁矩方向的可逆、非易失性調控。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，有利于廣泛應用于氧化物多鐵異質結構，大大簡化了設備的應用。此方法對利用離子運動調控多鐵材料電控磁性能提供了新的思路，具有廣闊的應用前景。

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