中德科學(xué)家攜手日前在氧化物自旋電子學(xué)領(lǐng)域取得重要突破，首次制備出基于全氧化物外延體系的人工反鐵磁體，并觀察到隨外加磁場的分步磁化翻轉(zhuǎn)模式。該成果被刊登在近期《科學(xué)》雜志上。

    人工反鐵磁體不僅是多種新型自旋電子學(xué)器件(如磁隨機(jī)存儲器等)的重要組成部分，也是研究反鐵磁材料基礎(chǔ)問題的重要載體。上世紀(jì)八十年代末，人工反鐵磁體中巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，促成了自旋電子學(xué)的誕生，同時也正是因?yàn)槠湓谏虡I(yè)磁存儲等領(lǐng)域的成功應(yīng)用，使得當(dāng)今云存儲和云計(jì)算等新興產(chǎn)業(yè)成為可能。長期以來，針對人工反鐵磁體材料、物理和器件的研究，多集中于過渡金屬及其合金材料，但成功制備全氧化物人工反鐵磁體卻鮮有報(bào)道。

    最新研究主要由中國科技大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室吳文彬教授課題組完成，他們在制備的反鐵磁體中發(fā)現(xiàn)了清晰的反鐵磁層間交換耦合效應(yīng)，首次觀察到從表層和內(nèi)部各磁性層分步磁化翻轉(zhuǎn)模式，給出了耦合強(qiáng)度隨各層厚度及溫度的變化規(guī)律，以及可能的耦合機(jī)制。德國尤利希研究中心研究員蘇夷希利用慕尼黑的高通量中子反應(yīng)堆和相關(guān)的高靈敏度中子譜儀測試，證實(shí)了這個全氧化物外延體系的人工反鐵磁體存在的反鐵磁耦合態(tài)。

    該工作對氧化物自旋電子學(xué)的發(fā)展將起到重要的推動作用，同時也為深入探索功能氧化物界面提供了新的平臺和思路?！犊茖W(xué)》雜志評價這項(xiàng)研究成果稱，這是一項(xiàng)非常高水準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)工作，其研究在樣品質(zhì)量和表征上堪稱絕技，結(jié)果非常有趣，且潛在地開辟了其他氧化物多層膜的新研究方向。

    據(jù)悉，該項(xiàng)研究受到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃以及合肥大科學(xué)中心的資助。