Full 180° magnetization reversal with electric fields.
Full 180° magnetization reversal with electric fields.
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通过电场实现 180 度磁化反转
DOI：
10.1038/srep07507
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发表时间：
2014-12-16
影响因子：
4.6
通讯作者：
Nan CW
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang JJ;Hu JM;Ma J;Zhang JX;Chen LQ;Nan CW
用电场而不是电流或磁场实现180°磁化反转是一项根本性的挑战，代表着朝着新存储单元设计的技术突破。在这里，我们提出了一种介观形态工程方法，利用多铁性异质结构的面内压电应变和磁形各向异性来实现180°磁化强度与电场的完全反转。利用相场模拟，我们研究了具有电场诱导单轴应变的铁电层上具有四重磁轴的图案化单畴纳米磁体。我们证明，如果单轴压电应变与纳米磁体的易磁轴成一定角度不共线，则会诱导两个连续的、确定的90°磁化旋转，从而导致180°磁化完全反转。
Achieving 180° magnetization reversal with an electric field rather than a current or magnetic field is a fundamental challenge and represents a technological breakthrough towards new memory cell designs. Here we propose a mesoscale morphological engineering approach to accomplishing full 180° magnetization reversals with electric fields by utilizing both the in-plane piezostrains and magnetic shape anisotropy of a multiferroic heterostructure. Using phase-field simulations, we examined a patterned single-domain nanomagnet with four-fold magnetic axis on a ferroelectric layer with electric-field-induced uniaxial strains. We demonstrated that the uniaxial piezostrains, if non-collinear to the magnetic easy axis of the nanomagnet at certain angles, induce two successive, deterministic 90° magnetization rotations, thereby leading to full 180° magnetization reversals.
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