Огромными проблемами для разработки функциональных устройств спинтроники на основе АСМ являются высокоскоростные электрические манипуляции (запись), обнаружение (извлечение) и обеспечение стабильности записанной информации – все в системе материалов, удобной для полупроводниковой промышленности.
Исследователи из Университета Тохоку, Университета Нового Южного Уэльса (Австралия), ETH Zurich (Швейцария) и Diamond Light Source (Великобритания) успешно продемонстрировали индуцированное током переключение в поликристаллической металлической антиферромагнитной гетероструктуре с высокой термостабильностью. Установленные результаты показывают потенциал технологий хранения и обработки информации.
Исследовательская группа использовала металлическую гетероструктуру AFM (PtMn) / тяжелый металл (HM) на основе Mn, привлекательную из-за значительной антиферромагнитной анизотропии и совместимости с электроникой на основе кремния PtMn. Электрическая регистрация состояний сопротивления (1 или 0) была получена за счет спин-орбитального взаимодействия слоя ТМ; ток заряда в соседнем HM привел к спин-орбитальным моментам, действующим на AFM, что привело к изменению уровня сопротивления до микросекундного режима.
«Интересно, что степень переключения контролируется силой тока в слое HM и демонстрирует возможности долгосрочного сохранения данных», – сказал Самик Дутта Гупта, автор исследования. "Экспериментальные результаты электрических измерений были дополнены магнитной рентгеновской визуализацией, что помогло прояснить обратимый характер динамики переключения, локализованной в АСМ-доменах размером в нм."
Результаты являются первой демонстрацией индуцированного током переключения совместимого с промышленностью АСМ в микросекундный режим в области металлической антиферромагнитной спинтроники.
Ожидается, что эти результаты откроют новые возможности для исследований и будут стимулировать дальнейшие исследования в направлении реализации функциональных устройств с использованием металлических AFM для технологий хранения и обработки информации.