具有铁电和铁磁性的新材料可能会带来更好的计算机内存

类别：新闻｜发布时间：2016年12月27日

东京工业大学的科学家（东京理工大学）已证明铁电性和铁磁性在室温下共存于铋铁钴薄膜中氧化物。这项研究可能会对下一代计算机内存和传感器产生影响。

传统计算机内存（称为 DRAM）使用电场来存储信息。在 DRAM 中，电荷的存在或不存在由数字 1 或数字 0 表示。这种类型的信息存储是瞬态的，当计算机不幸关闭时，信息就会丢失。新型存储器 MRAM 和 FRAM 使用持久的铁磁性和铁电性来存储信息。然而，迄今为止还没有技术将两者结合起来。

为了应对这一挑战，M 教授领导的一组科学家朝崎东来自材料与结构实验室东京工业大学，与之前在东京工业大学的九州大学 Hajime Hojo 副教授、Ko Mibu 教授一起V体育和其他五位研究人员展示了 BiFe 薄膜的多铁性_1−x公司_xO₃（BFCO）。多铁性材料同时表现出铁磁性和铁电性。这些预计将被用作多态存储器件。此外，如果两个阶强耦合并且磁化强度可以通过施加外部电场来反转，则该材料应该以低电源消耗磁存储器。

之前的科学家推测，铁电 BFO 薄膜（BFCO 的近亲）也可能具有铁磁性，但由于磁性杂质的存在而受阻。 M Azuma 教授的团队利用脉冲沉积激光在 SrTiO 上进行外延生长，成功合成了纯 BFCO 薄膜₃(STO) 基板。然后他们进行了一系列测试，证明 BFCO 在室温下既具有铁电性又具有铁磁性。他们通过施加电场来操纵铁电极化的方向，并表明其具有与BiFeO基本相同的低温摆线自旋结构₃，在室温下变为具有铁磁性的共线。

未来，科学家们希望能够实现铁磁性的电控制，应用于低功耗、非易失性存储设备。

图 1 BiFeO 的部分₃只有 Fe 离子的摆线相和共线相的晶格分别显示在左侧和右侧。箭头表示Fe³⁺力矩方向。 BiFeO 的基态₃具有摆线自旋结构，该结构因用Co取代Fe以及在较高温度下而变得不稳定。在左图中，自旋磁矩相互补偿，但相邻自旋之间的倾斜导致左图中出现弱铁磁性。

图 2 在室温下测量的铁电磁滞回线（左）和磁滞回线（右）表明铁电性和铁磁性共存。

参考

作者：	H北条¹^,4，R川边¹，K清水¹，H山本¹，K·米布²，K萨曼塔³, T。萨哈-达斯古普塔³，还有东先生¹
原始论文标题：	自旋引起的室温铁磁性 BiFe 的结构变化_1−x公司_xO₃薄膜
期刊：	先进材料
DOI：	101002/adma201603131
隶属关系：	¹东京工业大学材料与结构实验室 ²V体育工学研究科 ³凝聚态物理与材料科学系，SNBose 国家基础科学中心 ⁴九州大学工学部

具有铁电和铁磁性的新材料可能会带来更好的计算机内存

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