科学家开发具有原子级控制的下一代高效存储材料

就像蝴蝶翅膀的颤动一样，有时微小的变化会给我们的生活带来巨大而意想不到的结果和变化。浦项科技大学（POSTECH）的一个研究小组做出了一个非常小的改变，开发了一种名为“自旋轨道扭矩（SOT）”的材料，这是下一代DRAM存储器的热门话题

该研究团队由POSTECH物理系的Daesu Lee教授和博士候选人Yongoo Jo以及材料科学与工程系的Si Young Choi教授领导，通过复合氧化物的原子级控制实现了高效的无场SOT磁化切换。他们的发现发表在《纳米快报》上

研究人员一直在积极探索用于这些应用的各种材料，包括半导体和金属。特别是，人们对发现既具有磁性又具有“自旋霍尔效应”的材料非常感兴趣。

通过SOT进行有效磁化切换的研究已经引起了人们的广泛关注。然而，一个挑战仍然存在：在单层内产生的相反的自旋电流往往会相互抵消

在这项研究中，POSTECH的Daesu Lee和Si Young Choi教授通过系统地修改材料看似微不足道的结构来解决这个问题。钌酸锶（SrRuO3）是一种具有磁性和自旋霍尔效应的复合氧化物，已广泛应用于SOT研究

该团队通过精细调整这些层的原子晶格结构，在顶部和底部表面层上合成了具有不对称自旋霍尔效应的SrRuO3。通过战略性设计的不对称表面结构在自旋霍尔效应中产生不平衡，他们能够控制特定方向的磁化

在这种方法的基础上，该团队在不需要磁场的情况下成功实现了高效的磁化切换。通过将SOT结合到基于SrRuO3的设备中，他们可以仅使用电流来写入和读取数据来重新定向磁畴

与迄今为止任何已知的单层无场系统相比，所得到的存储器设备表现出最高的效率（高出2到130倍）和最低的功耗（低出2到30倍）。这种磁化切换是在没有磁场的情况下完成的，同时保留了先前研究中使用的SrRuO3的传统特性

POSTECH的Daesu Lee教授表示，“该团队合成的不对称SrRuO3是研究铁磁性和自旋霍尔效应之间相互作用的关键平台。”他补充道，“我们期待着进一步研究，以揭示新的SOT机制，并开发高效的室温单相SOT材料。”