张静言 窦鹏伟 赵云驰 张石磊 刘佳强 祁杰 吕浩昌刘若洋 于广华 姜勇 沈保根 王守国†

1) (北京科技大学材料科学与工程学院, 北京材料基因工程高精尖创新中心, 北京 100083)

2) (中国科学院物理研究所, 磁学国家重点实验室, 北京 100190)

3) (上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210)

霍尔天平材料中层间耦合作用易于调控, 基于此可以实现多组态磁存储模式, 其区别于当前基于自旋阀或者磁性隧道结的传统二组态磁存储原理.与此同时, 还可以在存储单元中实现信息的逻辑运算从而提高器件整体的运算效率.这一设计有利于自旋电子学器件的微型化、集成化, 有望从物理原理上解决当前基于自旋阀或者磁性隧道结的传统二组态自旋电子学材料器件的技术瓶颈, 进一步提高磁存储密度, 为推动新型自旋电子学材料的研究开辟了一条新的研究思路.首先, 本综述将介绍基于霍尔天平材料的磁存储器件的研究背景; 其次, 重点介绍霍尔天平存储逻辑器件一体化设计的提出与发展历程; 再次, 介绍霍尔天平材料关键指标—霍尔电阻比值的界面调控及物理机理探索; 随后详细阐述霍尔天平体系中磁性斯格明子的产生与多场调控等动态行为.最后, 简单介绍霍尔天平结构在其他相关材料中的扩展、应用, 并展望其在未来器件应用中的前景.

1 引 言

20 世纪中叶, 以操控电子电荷属性为基础的传统微电子技术取得了飞速发展, 为人类的生活……