中德首次制备出人工反铁磁体 有助云计算发展

顾钢

科技日报柏林7月16日电，中德科学家携手日前在氧化物自旋电子学领域取得重要突破，首次制备出基于全氧化物外延体系的人工反铁磁体，并观察到随外加磁场的分步磁化翻转模式。该成果被刊登在近期《科学》杂志上。

人工反铁磁体不仅是多种新型自旋电子学器件（如磁随机存储器等）的重要组成部分，也是研究反铁磁材料基础问题的重要载体。上世纪八十年代末，人工反铁磁体中巨磁阻效应的发现，促成了自旋电子学的诞生，同时也正是因为其在商业磁存储等领域的成功应用，使得当今云存储和云计算等新兴产业成为可能。长期以来，针对人工反铁磁体材料、物理和器件的研究，多集中于过渡金属及其合金材料，但成功制备全氧化物人工反铁磁体却鲜有报道。

最新研究主要由中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室吴文彬教授课题组完成，他们在制备的反铁磁体中发现了清晰的反铁磁层间交换耦合效应，首次观察到从表层和内部各磁性层分步磁化翻转模式，给出了耦合强度随各层厚度及温度的变化规律，以及可能的耦合机制。德国尤利希研究中心研究员苏夷希利用慕尼黑的高通量中子反应堆和相关的高灵敏度中子谱仪测试，证实了这个全氧化物外延体系的人工反铁磁体存在的反铁磁耦合态。

该工作对氧化物自旋电子学的发展将起到重要的推动作用，同时也为深入探索功能氧化物界面提供了新的平台和思路。《科学》杂志评价这项研究成果称，这是一项非常高水准的实验工作，其研究在样品质量和表征上堪称绝技，结果非常有趣，且潜在地开辟了其他氧化物多层膜的新研究方向。

据悉，该项研究受到国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划以及合肥大科学中心的资助。