12.02.2010
На рис.: Крошечное туннельное соединение и магнитоэлектрическое спаривание. Диаграмма Agnes Barthelemy. (Courtesy: Science)
Физики из Франции, Германии и Великобритании объявили, что впервые контролировали поляризацию спинового тока, пропуская электрический ток через изолятор. В этом случае для переключения спина требуется намного меньше энергии, что надо учитывать при разработке приборов спинтроники, которые можно будет сделать намного меньше и эффективнее.
Физики достигли некоторых успехов, контролируя поведение спина при протекании сильных токов через магнитный проводник, но это требует больших затрат энергии. Так, для памяти МRАМ, основанной на использовании туннельной магниторезистивности, пока нужны относительно сильные магнитные поля, чтобы записывать данные, а значит, много энергии. Прежде, чем создавать приборы спинтроники, надо придумать способ переключения спинов при наложении электрических, а не дорогих магнитных полей.
Ученые под руководством Аньес Бартоломи (Agnes Barthelemy, CNRS/Thales Research and Technology and University Paris-Sud, France) использовали сегнетоэлектрическое туннельное соединение с ферромагнитными электродами. Изолятор между электродами из железа и оксида LSMO они изготовили из титаната бария BaTiO3 толщиной в один нанометр. Ученые из Германии (HZB) Серджио Вленсия (Sergio Valencia) и Флориан Кронаст (Florian Kronast) изучили химический состав магнитных слоев такого сэндвича с помощью рентгеновской спектроскопии.
Полгода назад та же группа ученых показала, что такой барьер из сегнетоэлектрика может производить гигантское электросопротивление при комнатной температуре (Nature 460 81). Теперь они измерили туннельное магнитосопротивление (TMR). Накладывая импульсы напряжения около 1 Вольта, они измерили ориентацию сегнетоэлектрической поляризации в туннельном барьере BaTiO3 в обе стороны. Насколько нам известно, нам первые удалось контролировать поляризацию спина с помощью только электрического поля, говорит Мануэль Байбс (Manuel Bibes) из Франции.
Теперь ученые продолжат эксперименты по исследованию физических процессов на границах образцов LSMO/BaTiO3/Fe и других соединений.
Ferroelectric Control of Spin Polarization. V. Garcia, M. Bibes, L. Bocher, S. Valencia, F. Kronast, A. Crassous, X. Moya, S. Enouz-Vedrenne, A. Gloter, D. Imhoff, C. Deranlot, N. D. Mathur, S. Fusil, K. Bouzehouane, A. Barthelemy. Published Online January 14, 2010 Science DOI: 10.1126/science.1184028
http://physicsworld.com/cws/article/news/41418
