巨型轨道磁振子转换驱动的垂直磁化切换

《Nature Communications》：Giant orbital-magnon conversion driven perpendicular magnetization switching

　　

摘要

对超越摩尔定律的信息技术的追求激发了人们对新型信息载体的探索，例如电子自旋、轨道角动量和磁振子（这些载体都不同于电子电荷）。在这些自由度之间实现高效转换以及对信息状态进行精确控制，对于推动纳米电子器件的发展至关重要。然而，轨道角动量（L）与磁振子（M）之间的直接耦合至今仍未实现，通过轨道到磁振子（L-M）转换实现磁化切换也尚未成功。在这里，我们报告了在室温下，通过一种轨道金属/反铁磁绝缘体双层结构实现了L-M转换的实验验证，其转换效率比传统缺乏L-M转换过程的轨道系统高出至少一个数量级。因此，我们利用这种新机制在CoFeB铁磁层中实现了高效的室温垂直磁化切换。我们的发现建立了轨道电子学与磁振子学之间的直接联系，为基于轨道驱动的磁振子现象开发先进纳米器件提供了新的平台。