八极矩驱动反铁磁隧道结自旋力矩翻转
发布时间：2026-11-13
信息来源：中国科学报
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发布时间：2026-11-13
信息来源：中国科学报
美国西北大学的Pedram Khalili Amiri团队研究发现，在基于手性反铁磁体PtMn3的全反铁磁隧道结（AATJ）中，电流能够通过八极矩产生自旋转移力矩并实现磁序翻转。相关研究成果近日发表于《自然》。
基于铁磁体的磁隧道结是自旋电子学中的经典器件，在数据存储、计算和传感领域有着广泛应用。它同时具备通过隧穿磁电阻（TMR）对磁序进行电学探测，以及通过自旋转移力矩进行电学操控的能力。长期以来人们认为，在AATJ中这两种效应都不显著，因为这类器件没有净磁化。然而，近年有研究显示，基于手性反铁磁体的AATJ确实表现出TMR，原因在于它具有非相对论性的动量依赖自旋极化和团簇磁八极矩。这正是自旋分裂能带结构的表现。但与之对应的逆效应，即自旋转移力矩的反铁磁对应物，一直被认为并不存在，因为总电流是自旋中性的。
研究团队报道了展现这一逆效应的纳米尺度AATJ，并将其命名为八极矩驱动的自旋转移力矩（OTT）。研究团队演示了PtMn3|MgO|PtMn3型AATJ的电流诱导OTT翻转，并解释了OTT的起源。
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