近日，昆明理工大学材料科学与工程学院伍亮博士团队与清华大学材料学院林元华院士、集成电路学院南天翔教授团队开展合作研究，在自旋电子学研究领域取得了重要进展。该研究成果以Electrical modulation and probing of antiferromagnetism in hybrid multiferroic heterostructures为题，发表在美国物理联合会应用物理学顶级期刊Applied Physics Reviews上。伍亮博士、南天翔教授和林元华院士为论文通讯作者，清华大学梁宇晗博士、材料学院硕士生韩慧萍和清华大学陈和田博士为论文共同第一作者。

为应对大数据与人工智能时代对存储器件性能提出的严苛要求，并突破传统铁磁存储的技术瓶颈，反铁磁材料因其超快的自旋动力学、对外界微扰的稳定性及高集成潜力，被视为构建下一代高速、高密度存储技术的理想候选。然而，其净磁矩的缺失导致磁序难以被有效调控与探测，构成了其实用化的关键瓶颈。针对此核心挑战，本研究设计并构筑了Pt/NiO/PMN-PT多铁异质结，利用铁电衬底的电场可翻转极化，在室温下成功实现了对反铁磁绝缘体（NiO）磁序的全电学、非易失性及可逆调控。实验通过反常霍尔效应观测到高达33%的显著电学信号调制；结合同步辐射X射线磁性线性二色性谱的直接表征，进一步证实了反铁磁自旋轴的电场重取向。深入的解耦分析明确指出，铁电极化诱导的界面场效应是实现高效调控的主导物理机制。该工作攻克了反铁磁材料在电学操控方面的核心难题，为开发低功耗、高效率的反铁磁自旋电子学器件提供了可行的技术路径，对推动未来信息技术发展具有重要的科学意义与应用价值。

伍亮博士自2020年入职材料学院以来，聚焦铁性（铁磁、反铁磁、铁电和反铁电）功能氧化物薄膜在制备和前沿研究，取得一系列重要研究成果，以（共同）通讯/第一作者在Adv. Mater、Nano Lett.、Acta. Mater.、Appl. Phys. Rev.、Adv. Sci.等领域知名期刊发表论文。课题组主页：https://www.x-mol.com/groups/AFC

全文链接：https://doi.org/10.1063/5.0274464