中德科學(xué)家攜手日前在氧化物自旋電子學(xué)領(lǐng)域取得重要突破，首次制備出基于全氧化物外延體系的人工反鐵磁體，并觀察到隨外加磁場(chǎng)的分步磁化翻轉(zhuǎn)模式。該成果被刊登在近期《科學(xué)》雜志上。

    人工反鐵磁體不僅是多種新型自旋電子學(xué)器件(如磁隨機(jī)存儲(chǔ)器等)的重要組成部分，也是研究反鐵磁材料基礎(chǔ)問(wèn)題的重要載體。上世紀(jì)八十年代末，人工反鐵磁體中巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，促成了自旋電子學(xué)的誕生，同時(shí)也正是因?yàn)槠湓谏虡I(yè)磁存儲(chǔ)等領(lǐng)域的成功應(yīng)用，使得當(dāng)今云存儲(chǔ)和云計(jì)算等新興產(chǎn)業(yè)成為可能。長(zhǎng)期以來(lái)，針對(duì)人工反鐵磁體材料、物理和器件的研究，多集中于過(guò)渡金屬及其合金材料，但成功制備全氧化物人工反鐵磁體卻鮮有報(bào)道。

    最新研究主要由中國(guó)科技大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室吳文彬教授課題組完成，他們?cè)谥苽涞姆磋F磁體中發(fā)現(xiàn)了清晰的反鐵磁層間交換耦合效應(yīng)，首次觀察到從表層和內(nèi)部各磁性層分步磁化翻轉(zhuǎn)模式，給出了耦合強(qiáng)度隨各層厚度及溫度的變化規(guī)律，以及可能的耦合機(jī)制。德國(guó)尤利希研究中心研究員蘇夷希利用慕尼黑的高通量中子反應(yīng)堆和相關(guān)的高靈敏度中子譜儀測(cè)試，證實(shí)了這個(gè)全氧化物外延體系的人工反鐵磁體存在的反鐵磁耦合態(tài)。

    該工作對(duì)氧化物自旋電子學(xué)的發(fā)展將起到重要的推動(dòng)作用，同時(shí)也為深入探索功能氧化物界面提供了新的平臺(tái)和思路。《科學(xué)》雜志評(píng)價(jià)這項(xiàng)研究成果稱，這是一項(xiàng)非常高水準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)工作，其研究在樣品質(zhì)量和表征上堪稱絕技，結(jié)果非常有趣，且潛在地開(kāi)辟了其他氧化物多層膜的新研究方向。

    據(jù)悉，該項(xiàng)研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃以及合肥大科學(xué)中心的資助。