Folding Catastrophes due to Viscosity in Multiferroic Domains: Implications for Room-Temperature Multiferroic Switching
不寻常的领域与弯曲的墙壁和失败，以满足朗道-Lifshitz-Kittel法律被建模为折叠的灾难（鞍结分叉）。这种对粘性介质中弹道运动的描述是基于Dawber等人的早期工作，应用物理信函82，436（2003）。这表明，铁电薄膜可以表现出褶皱或涡旋图案，但不能两者兼而有之。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low-energy straintronics using multiferroic composites
本文综述了利用多铁性复合材料构建纳米电子学的最新进展。通过适当地选择材料，当在多铁性复合材料（即，与磁致伸缩层染色耦合的压电层）上施加几十毫伏的微小电压时，压电层发生应变，并且磁致伸缩层中产生的应力在其两个稳定状态之间切换磁化方向。我们特别审查的磁化和相关的指标，如开关延迟和能量耗散计算的开关动力学。这种电压诱导磁化切换机制在室温下在亚纳秒切换延迟中仅耗散~1阿焦耳的极少量能量。这种非易失性应变电子器件的性能指标使得它们不仅对于构建存储器器件而且对于构建逻辑非常有吸引力，使得它们可以被认为适合于计算目的。因此，多铁性应变电子学具有对超越摩尔定律技术做出贡献的深远前景，即可能替代传统的基于电荷的电子学，传统的基于电荷的电子学特别是由于过度的能量耗散而达到其性能极限。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Angle Selective Piezoelectric Strain Controlled Magnetization Switching in Artificial Spin Ice Based Multiferroic System
提出一种含花生形纳米磁体的ASI多铁体系，通过微磁模拟揭示特定角度压电应变脉冲可实现180°低功耗磁化翻转。
2021-08-22 cond-mat.mes-hall
Magnetization Dynamics, Bennett Clocking and Associated Energy Dissipation in Multiferroic Logic
最近已经表明，多铁性逻辑-其中逻辑位在弹性耦合到压电层的纳米级磁致伸缩层的磁化方向上编码-可以用施加到压电层的几十mV的小静电势进行Bennett计时。电势在磁致伸缩层中产生应力，并将其磁化旋转大角度以进行贝内特计时。这种计时方法比使用自旋转移力矩更节能。为了评估这样的时钟方案也可以合理快速，我们已经研究了最近邻偶极耦合的多铁性逻辑阵列的磁化动力学的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程。我们发现，开关延迟约3 ns（0.33 GHz的时钟速率），可以实现与适当的设计，只要我们时钟非同步和耗散约48,000 kT（在室温下）的能量，每个时钟周期每个位翻转的时钟电路。这种耗散远远超过了分离两个逻辑状态的能量势垒，我们假设该能量势垒为32 kT，以产生误码概率。如果我们使用自旋转移矩以相同的~ 3 ns延迟进行切换，则能量耗散将大得多（~ $6 \times 106$ kT）。这表明，自旋转移力矩，广泛用于磁性随机存取存储器，是一种低效的方式来切换一个磁铁，和多铁性逻辑时钟与电压感应应力是一个优越的纳米磁性逻辑方案。
2011-05-31 cond-mat.mes-hall
Heat-Assisted Multiferroic Solid-State Memory
提出并分析了一种基于PbNbZrSnTiO3反铁电衬底和Ni81Fe19磁性自由层的热辅助多铁性固态存储器的设计。信息作为磁化方向存储在磁性隧道结元件的自由层中。位写入过程是无接触的，并且依赖于触发自由层朝向应变诱导各向异性易轴的热激活磁化切换。通过电压诱导的反铁电到铁电相变使用反铁电衬底产生应力，并且这通过应变介导的耦合被传输到磁性自由层。热激活应变诱导磁化切换分析在这里使用三维的，温度相关的磁化动力学模型，随机朗道Lifshitz布洛赫方程和热流方程的同时评估的基础上，连同随机热场和磁弹性贡献。磁化切换概率计算作为应力大小和最大热脉冲温度的函数。一个工作区域被确定，其中磁化切换总是发生，应力值范围从80到180 MPa，和最大温度归一化的居里温度范围从0.65到0.99。
2017-07-15 cond-mat.mes-hall
Magnetization Dynamics, Throughput and Energy Dissipation in a Universal Multiferroic Nanomagnetic Logic Gate with Fan-in and Fan-out
通过求解Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，模拟了具有扇入/扇出结构的多铁性纳米磁性NAND门的开关动力学，并忽略了热涨落效应.栅极和逻辑线用偶极耦合的2相（磁致伸缩/压电）多铁性元件实现，所述多铁性元件用施加到压电层的~50 mV的静电电势进行计时，从而在磁致伸缩层中产生10 MPa应力以用于切换。我们表明，管道位吞吐率为0.5 GHz是可以实现的，适当的磁铁布局和正弦四相时钟。门操作在2 ns内完成，延迟为4 ns。在此吞吐率下，单个门操作的总（内部+外部）能量耗散在门中仅为~ 1000 kT，在包括用于扇入和扇出的两个输入和两个输出线的12磁体阵列中仅为~3000 kT。这使得它的能量效率分别比基于互补金属氧化物半导体晶体管（CMOS）和基于自旋转移转矩驱动的纳米磁体的NAND门高3和5个数量级。最后，我们表明，在外部时钟电路中的耗散总是可以渐近减少到零，使用越来越慢的绝热时钟，如通过设计的RC时间常数是3个数量级小于时钟周期。然而，如果我们想要执行容错经典计算，则设备中的内部耗散必须保持并且不能被消除。关键词：纳米磁性逻辑，多铁性，应变电子学和自旋电子学，朗道-李夫希茨-吉尔伯特方程。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall
Ultra-Low-Energy Straintronics Using Multiferroic Composites
继续改进基于电荷的电子学的主要障碍是在切换一位信息时引起的过度能量耗散。通过适当地选择材料，由多铁性复合材料制成的器件，即，应变耦合压电-磁致伸缩异质结构，在室温下耗散~1阿焦耳的极少量能量，同时在亚纳秒延迟内切换。除了设计存储器位之外，这种设备还可以用于构建逻辑，因此它们也可以被认为适用于计算目的。在这里，我们首先回顾了目前的最先进的纳米电子学使用多铁性复合材料。在最近的发展，它表明，这些多铁性应变电子器件也可以用于模拟信号处理，与适当的材料选择。通过求解室温下磁化动力学的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，我们可以得到一个电压增益，即，这些应变电子器件可以用作电压放大器。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall
Ultralow Energy Analog Straintronics Using Multiferroic Composites
多铁性材料中的电场诱导磁化翻转为超越摩尔定律时代的超低能量计算带来了深远的希望。多铁性材料中的双稳态纳米磁体通常被认为适合于存储二进制信息位，并且在两种稳定状态之间切换允许我们处理数字信息。然而，在未来的信息处理系统中，纳米磁性器件的无缝集成也需要处理连续的模拟信号。在这里，我们表明，它是可以利用磁致伸缩纳米磁体的模拟性质，相反，写一个数字位的信息。通过求解室温下磁化动力学的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，我们证明了这种可能性，并表明应变介导多铁性复合材料中磁致伸缩纳米磁体的输入输出特性存在类似晶体管的高增益区。这可以成为未来信息处理系统中超低能量模拟和混合信号处理的基础，并且它消除了使用基于电荷的晶体管的要求。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall
Area-Delay-Energy Tradeoffs of Strain-Mediated Multiferroic Devices
在超越摩尔定律的时代，多铁性器件为超低能耗计算带来了深远的希望。磁致伸缩形状各向异性的单畴纳米磁体与压电层应变耦合的多铁性复合结构中的磁化可以通过逆磁电效应在其两个稳定状态（由能量势垒分离）之间切换，其电压量很小。通过适当地选择材料，可以在亚纳秒切换延迟中以几十毫伏的电压切换磁化，同时在室温下花费~1阿焦耳的极少量能量。本文通过求解随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程，分析了室温热涨落下多铁性器件的面积-延迟-能量平衡。我们特别关注缩小磁致伸缩纳米磁体的横向面积，这可以增加芯片上的器件密度。我们发现，纳米磁体的垂直厚度可以增加，同时按比例缩小的横向面积，并保持假设的单域限制有效。这具有重要的结果，因为它在一定程度上有助于防止磁致伸缩纳米磁体中的感生应力-各向异性能量的劣化，所述感生应力-各向异性能量与纳米磁体的体积成比例。结果表明，如果减小横向面积，开关延迟增加，而能量耗散降低。讨论了在降低开关延迟的同时仍能降低能量耗散的途径。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Merons, hedgehogs and magnetoelectric switching in spiral multiferroics
研究螺旋多铁性体中电场驱动磁畴壁运动的开关过程，发现含meron弦和hedgehog缺陷的拓扑结构显著影响畴壁动力学，为电控自旋提供新平台。
2025-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultra-low-energy straintronics using multiferroic composites
根据摩尔定律持续改进传统的基于电荷的电子器件的主要障碍是在位切换期间在器件中发生的过度能量耗散。一种非常有前途的解决方案是利用应变介导的多铁性复合材料，即，磁致伸缩纳米磁体应变耦合到压电层，其中磁化可以在亚纳秒延迟内在其两个稳定状态之间切换，同时在室温下消耗~1阿焦耳的极少量能量。除了设计数字存储器和逻辑之外，这些多铁性器件还可以用于模拟信号处理，例如，电压放大器首先，我们简要回顾了最近的进展，多铁性应变电子器件，然后我们在这里表明，在磁致伸缩纳米磁体，它是可能的，以达到所谓的Landauer极限（或极限）的能量耗散量“kT ln（2）”补偿熵损失，从而连接信息和热力学。
2015-06-26 cond-mat.mes-hall
Electrically Switchable Spintronics in a Multiferroic Altermagnet
Universidad de Chile（智利大学）；Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学）
该研究提出的二维晶格模型可通过外电场同时调控非共线磁有序、电极化与自旋极化输运，为结合补偿磁体优势与铁电低功耗架构的下一代自旋电子器件提供了物理蓝图。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall
Energy dissipation and switching delay in spin-transfer torque switching of nanomagnets with low-saturation magnetization in the presence of thermal fluctuations
在形状各向异性单畴纳米磁体的自旋转移矩驱动的磁化切换中减小切换电流和能量耗散的常见策略是采用具有低饱和磁化强度$M_s$和高形状各向异性的磁体。高形状各向异性补偿低$M_s$以保持静态切换错误率恒定。然而，这种策略增加了开关延迟，其在热噪声存在下的方差，以及动态开关错误率。使用随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程与随机转矩仿真热噪声，我们表明，在开关过程中泵入一些多余的自旋极化电流到纳米磁体将保持平均开关延迟和它的方差不变，因为我们减少$M_s$，同时仍然减少能量耗散显着。
2011-12-03 cond-mat.mes-hall
Electromechanical Magnetization Switching
我们证明了复合多铁性扭振子的磁矩可以通过电场进行开关。180 ° $^o$切换由自旋-旋转耦合引起，并且不像在固定磁体的情况下那样被磁矩和电场的不同对称性所禁止。分析方程描述的系统已经推导和研究数值。已经获得了显示开关所需的参数范围的相图。
2015-02-13 cond-mat.mes-hall
Sliding van der Waals Polytypes
本文综述蜂窝状层状范德瓦耳斯多型体通过层间滑动实现电场可控结构与多铁切换的机制、性质及器件挑战。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall
Voltage Control of Uni-directional Anisotropy in Ferromagnet-Multiferroic System
超低能量切换机制的演示对于计算设备的持续改进是必要的。铁电（FE）和多铁性（MF）阶次及其操纵承诺状态变量的理想组合以达到用于逻辑和存储器的阿托焦耳范围（即，开关能量比纳米电子器件低约30倍）。在BiFeO 3的反铁磁（AFM）和FE订单之间的耦合是强大的，在室温下，可扩展的电压，稳定的FE订单，并可以集成到一个超越CMOS时代的制造工艺。在这个系统中的AFM秩序和倾斜的磁矩的存在导致与铁磁体如CoFe或LSMO的交换相互作用。虽然之前的工作已经表明交换耦合（单轴各向异性）可以用电场控制，但仍然存在一些令人困惑的问题。也许其中最有趣的是BiFeO 3-CoFe双层没有表现出任何电控方向各向异性，即，交换偏置是180 °磁反转的潜在机制，并且与切换动力学无关。然而，逻辑和存储器所需要/优选的是类似于所施加的场工作的磁电机制，即电压调制的单向各向异性。在这里，我们提出了一个横向缩放的自旋阀，是交换耦合到BiFeO 3在室温下的电控制的交换偏置的证据。我们表明，在这个双层交换偏置是热鲁棒性，电气控制和可逆的。我们预计，在这种规模的尺寸磁电提供了一个强大的计算路径超越现代纳米电子晶体管，使一类新的非易失性，超低能量计算元件。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall
Ultra-low-energy non-volatile straintronic computing using single multiferroic composites
根据摩尔定律，传统的基于电荷的电子器件的持续缩小的主要障碍是在比特切换期间在器件中发生的过度的能量耗散。一个非常有前途的解决方案是利用多铁性异质结构，包括单畴磁致伸缩纳米磁体应变耦合到压电层，其中磁化可以在其两个稳定状态之间切换，同时耗散极少量的能量。然而，到目前为止，还没有提出有效和可行的计算方法。在这里，我们表明，这种单一的多铁性复合材料可以作为通用的逻辑门计算的目的，我们证明通过解决随机Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的磁化动力学在室温下的热波动的存在。所提出的概念可以极大地简化大规模电路的设计，并预示着我们未来的信息处理系统的高密度但超低能耗的计算模式。
2015-04-13 cond-mat.mes-hall
Critical analysis and remedy of switching failures in straintronic logic using Bennett clocking in the presence of thermal fluctuations
应变逻辑是一个有前途的平台，超越摩尔定律的计算。使用Bennett时钟机制，信息可以通过应变介导的多铁性纳米磁体阵列传播，利用磁体之间的偶极耦合，而不必将它们物理互连。在这里，我们对开关故障进行了批判性分析，即，由于通过一系列这样的应变电子器件的热波动而引起的信息传播误差。我们解决了随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程考虑室温热扰动和磁化开关可能会失败，由于固有的磁化动力学伴随着热加宽的开关延迟分布。提出了规避此类问题的途径。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall
Energy dissipation and error probability in fault-tolerant binary switching
二元开关的势能分布是对称的双阱。在阱之间切换而没有能量耗散需要时间调制分离它们的势垒，并在势垒消失时的精确接合处使轮廓朝向期望的阱倾斜。这需要完美的定时同步，因此即使在没有噪声的情况下也是容错的。不需要屏障的时间调制（并且因此不需要定时同步）的容错策略通过将轮廓倾斜至少等于屏障高度的量来切换，并且至少耗散该量的能量。在这里，我们提出了第三种策略，需要一个时间调制的障碍，但没有定时同步。因此，它在没有热噪声的情况下是容错的，但它耗散任意小的能量，因为缓慢和绝热切换需要任意小的倾斜。这种情况下的示例与应力诱导切换的形状各向异性的单域纳米磁体偶极耦合到邻居。我们还表明，通过检查各种能量分布和相应的概率分布，当存在热噪声时，在该方案中消耗到开关的最小能量为2kTln（1/p）[p =切换错误概率]。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
Energy-efficient switching of nanomagnets for computing: Straintronics and other methodologies
对日益强大的计算硬件的需求已经产生了许多想法，主要规定用替代“开关”代替传统晶体管，当它们切换时消耗极少量的能量并提供有益于信息处理的附加功能。最近出现的一个有趣的想法是使用具有双稳态（或多稳态）磁化状态的两相（压电/磁致伸缩）多铁性纳米磁体来编码数字信息（比特），并使用小电压（使纳米磁体应变）在这些状态之间切换磁化以进行数字信息处理。开关延迟约为1 ns，开关操作中消耗的能量可以是几个到几十个aJ，这与现代晶体管开关时消耗的能量相当或更小。与晶体管不同，纳米磁体是“非易失性”的，因此纳米磁性处理单元可以在本地存储计算结果而无需刷新周期，从而允许其兼作逻辑和存储器。这些双重角色元件承诺新的，强大的，节能的，高速的计算和信号处理架构（通常是非布尔型的，通常是非冯诺依曼型的），可以更强大，架构上更优越（实现给定功能所需的电路元件更少），有时比传统的基于晶体管的对应物更快。这篇专题评论涵盖了纳米磁体在计算和信息处理方面的重要进展，重点是应变开关多铁性纳米磁体作为非易失性和节能开关-一个被称为“应变电子学”的领域。它还概述了应变电子学的关键挑战。
2018-09-23 cond-mat.mes-hall
An Ultra-Sub-Wavelength Microwave Polarization Switching Antenna for Covert Communication Implemented With Directed Surface Acoustic Waves in an Artificial Multiferroic Magnonic Crystal
本文首次提出一种由压电衬底上磁致伸缩纳米磁体阵列构成的人工多铁性磁振子晶体超亚波长微波偏振切换天线，通过切换声表面波传播方向实现约90度偏振旋转，用于无需加密的点对点隐蔽通信。
2025-08-25 cond-mat.mes-hall eess.SP
Geometry Effects in Switching of Nanomagnets with Strain: Reliability, Energy Dissipation and Clock Speed in Dipole-Coupled Nanomagnetic Logic
应变时钟偶极耦合纳米磁逻辑是一种节能的布尔逻辑范例，其进展一直受到其高错误率倾向的阻碍。为了缓解这个问题，我们研究了纳米磁体几何形状对错误率的影响，重点是椭圆形和圆柱形几何形状。我们以前曾报道过，在切换过程中的磁化矢量的平面外偏移产生了一个旋进扭矩，这是负责高切换错误概率在椭圆形纳米磁体几何形状。圆柱形磁体中没有这种扭矩预示着较低的错误率，但我们的模拟表明，与椭圆形磁体相比，错误率实际上没有显著改善，而切换变得不可接受地慢。在这里，我们表明，与CMOS器件相比，偶极耦合纳米磁逻辑可以提供相对较高的可靠性（切换错误概率< 10^-8）、中等的时钟速度（~ 100 MHz）和2-3个数量级的节能，前提是磁体的形状各向异性能垒增加到至少~5.5 eV，以允许在相邻纳米磁体之间设计更强的偶极耦合。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall
Resistive Switching and Voltage Induced Modulation of Tunneling Magnetoresistance in Nanosized Perpendicular Organic Spin Valves
制备了纳米尺度的多功能垂直有机自旋阀。基于La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Alq $_3$ /Co三层的器件显示高达4-5个数量级的电阻转换和高达~ 70%的磁阻，当施加电压脉冲时，后者甚至改变符号。这种现象的组合通常在多铁性隧道结中观察到，其中它归因于铁磁体和铁电材料之间的磁电耦合。模拟表明，这里的开关起源于La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$表面的改性。这种改性影响了载流子的隧穿，从而影响了在有机层中的针孔处发生的电阻和隧穿磁阻。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall
A three-order-parameter bistable magnetoelectric multiferroic metal
使用第一性原理计算，我们预测，层状钙钛矿金属Bi $_5$ Mn $_5$ O $_{17}$是一个铁磁体，铁电体，铁磁环，这可能实现长期追求的目标，室温铁磁单相多铁性与大，强耦合，初级极化和磁化。Bi $_5$ Mn $_5$ O $_{17}$具有两个具有相互正交的矢量序参量（极化、磁化、铁环性）的近能量简并基态，其可以通过在基态之间切换而全局旋转。巨大的交叉耦合磁电和磁致伸缩效应，以及光学非互易性，因此预计。重要的是，Bi $_5$ Mn $_5$ O $_{17}$在富O生长条件下应该是化学稳定的，因此在实验上可获得。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interacting Systems for Self-Correcting Low Power Switching
在本文中，我们首先表明，动态切换方案可以用来减少能量耗散低于热力学最小值NkTlnr（N=状态变量的数量，1/r=错误概率），但只有在牺牲的错误免疫力固有的热力学过程中的最终状态是不敏感的切换动态。它进一步表明，对于一个系统，它具有内部反馈，例如纳米磁体，使所有N自旋一致行动，它应该是可能的，以切换的能量耗散的顺序kTlnr（大大低于热力学限制的NkTlnr），同时保持一个错误的免疫力热力学切换。
2006-11-21 cond-mat.mes-hall
Laser-induced magnetization precession in individual magnetoelastic domains of a multiferroic CoFeB/BaTiO$_3$ composite
使用磁光泵浦探测技术与微米的空间分辨率，我们表明，磁化进动可以推出在单个磁畴中的Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$（CoFeB）层通过弹性耦合到BaTiO $_{3}$衬底中的铁电畴。旋进参数与外磁场强度和取向的关系表明，通过激光诱导超快部分淬灭CoFeB的磁弹性耦合参数，$\approx$的27%和10%的超快退磁共同触发磁化旋进。激光诱导的磁弹性耦合的减少和退磁之间的关系是近似的$n(n+1)/2$ -法律与n $\approx$ 2。这种对应关系证实了激光诱导的各向异性变化的热起源。基于对激发的旋进的分析和建模，我们发现了激光诱导旋进开关的特征，当沿硬磁化轴施加磁场时，其值接近于有效磁弹性各向异性场。在一个单独的磁弹性域的进动激发过程被发现是不受相邻的域。这使得激光诱导的磁弹性各向异性的变化驱动磁化动力学和空间选择性的复合多铁性开关的一个很有前途的工具。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Momentum-Resolved Tunneling Modulation Induced Giant Multistate Resistance in Antiferroelectric Multiferroic Junction
State Key Laboratory of Spintronics, Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院自旋电子学国家重点实验室）；Fert Beijing Institute, School of Integrated Circuit Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学集成电路科学与工程学院法伯北京研究所）；CNRS, Institute Jean Lamour, Université de Lorraine（洛林大学让·拉缪尔研究所法国国家科学研究中心）
提出基于Fe3GaTe2/双层In2Se3/Fe3GaTe2异质结的反铁电相变调制倏逝态与界面自旋过滤的双机制，实现巨大隧穿电阻和隧穿磁电阻，并在室温下获得六种非易失电阻态。
2026-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring Performance, Coherence, and Clocking of Magnetization in Multiferroic Four-State Nanomagnets
纳米磁性存储器和逻辑目前被视为有前途的候选人，以取代目前的数字计算架构，由于其优越的能源效率，非易失性和高密度和低功耗应用的倾向。在这项工作中，我们研究了使用形状工程（凹面和菱形）引入双轴各向异性的单域纳米磁体，从而产生多个易轴和难轴。这种尺寸为100 nm × 100 nm的纳米磁体通过每个纳米磁体编码更多信息（四个二进制位：00，11，10，01）使常规双态纳米磁性器件的逻辑密度加倍，并且可以用于存储器和逻辑器件以及高阶信息处理应用。我们研究的可靠性，磁化切换的一致性，并显示，第一次，使用电压引起的应变的磁化在这些四态纳米磁体的时钟。关键参数，如尺寸，厚度，介电常数，和两种类型的四态纳米磁体的几何形状也进行了研究。这项分析研究为实现可靠和一致的单畴纳米磁体和四态纳米磁体中的低能磁化时钟提供了重要的见解，为先进技术的潜在应用铺平了道路。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall
Electric field control of magnon-induced magnetization dynamics in multiferroics
从理论上研究了非均匀磁电耦合对铁磁体磁振子感生动力学的影响。磁振子介导的磁电矩影响均匀磁化和磁振子驱动的畴壁运动。在域中，我们预测的磁化重定向，所施加的电场，这是几乎一个数量级大于通过相同的机制在其他物理系统中观察到的。所施加的电场也可用于以线性方式调整磁畴壁速度和运动方向，产生数倍于零场速度的磁畴壁速度。这些结果表明，多铁性系统提供了一个很有前途的舞台，实现低耗散磁化旋转和畴壁运动通过激发自旋波。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Altermagnetic multiferroics and altermagnetoelectric effect
针对传统磁体中实现铁性自旋与电极化序结合及可控切换的挑战，本研究通过第一性原理计算发现铁电体中存在高温交变磁自旋极化，提出交变磁电效应，为高温磁电多铁性及交变磁序参量调控提供新途径。
2024-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid spintronics and straintronics: A magnetic technology for ultra low energy computing and signal processing
作者表明，磁致伸缩/压电多铁性单畴形状各向异性纳米磁体的磁化可以用在磁致伸缩层中产生应变的非常小的电压来切换。这可以成为超低功耗计算和信号处理的基础。通过适当的材料选择，如果分隔两个稳定磁化方向的能量势垒是$\sim$ 32 $kT$，则对于$\sim$ 100 ns的切换延迟，每个切换事件耗散的能量可以在室温下减少到$\sim$ 45 $kT$，并且对于$\sim$ 10 ns的切换延迟，减少到$\sim$ 70 $kT$。这种设备可以通过专门从环境中收集能量来供电，而不需要电池。
2011-01-11 cond-mat.mes-hall
Ferroelectric-controllable spin-orbit torque in two-dimensional multiferroic heterostructure
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Halle-Berlin-Regensburg Cluster of Excellence CCE, University of Regensburg（哈勒-柏林-雷根斯堡卓越集群）
本研究以Fe₃GeTe₂/In₂Se₃异质结构为对象，通过第一性原理计算发现铁电极化可调控自旋轨道转矩，为可编程自旋电子器件提供了可行方案。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic Magnon Spin-Torque Based Reconfigurable Logic-In-Memory
针对磁振子逻辑缺乏高效电学操控的问题，本文利用多铁性铁酸铋中铁电极化对非共线反铁磁结构及磁振子自旋力矩的调制，在单器件中实现可重构存内逻辑。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Multiferroic van der Waals heterostructure FeCl$_2$/Sc$_2$CO$_2$: Nonvolatile electrically switchable electronic and spintronic properties
多铁性范德华（vdW）异质结构提供了一个令人兴奋的路线，对新的纳米电子学和自旋电子学器件技术。本文采用第一性原理密度泛函理论和量子输运模拟方法研究了由铁磁FeCl $_2$单层和铁电Sc $_2$ CO $_2$单层组成的多铁性VDW异质结构的电子和输运性质.研究表明，通过电调制Sc $_2$ CO $_2$的铁电极化状态，FeCl $_2$ /Sc $_2$ CO $_2$异质结构可以从半导体可逆地转变为半金属。有趣的是，半金属相表现出III型断裂带对准，这对于隧道场效应晶体管应用是有益的。我们进行了量子输运模拟，基于\emph{proof-of-concept}两端纳米器件，以证明全电控阀效应独特的非易失性铁电开关的异质结构。这些发现揭示了FeCl $_2$ /Sc $_2$ CO $_2$ vdW异质结构作为设计下一代最终紧凑的信息处理、数据存储和自旋电子器件的构建块的潜力。
2022-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Robust High-temperature Multiferroic Device with Tunable Topological Hall Effect
通过将Pt/La0.5Ba0.5MnO3超薄膜与PbZr0.2Ti0.8O3铁电体集成，实现了由电压脉冲控制磁性Skyrmions产生与湮灭的可调拓扑霍尔效应，并揭示了由晶胞四方畸变引起的C型反铁磁-铁磁相变机制。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inversion of ferrimagnetic magnetization by ferroelectric switching via a novel magnetoelectric coupling
尽管已经广泛地研究了几种多铁性材料/异质结构，但是找到用于磁化的电场控制的强磁电耦合仍然具有挑战性。在这里，一种新的界面磁电耦合的基础上的三个组件（铁电偶极子，磁矩，反铁磁秩序）解析制定。作为载流子介导的磁电效应的一种延伸，这种新的耦合被证明可以引起电-磁磁滞回线。提出了采用沿[ $111$ ]轴生长的BiFeO $_3$双层的实现。在不涉及磁相变的情况下，磁化取向可以通过由场效应驱动的载波调制来切换，如使用第一性原理计算所确认的。
2016-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Minimizing energy dissipation during programming of resistive switching memory devices using their dynamical attractor states
Institute of Physics, Opole University（奥波莱大学物理研究所）；Department of Electronics and Telecommunications Politecnico di Torino（都灵理工大学电子与电信系）；Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina（南卡罗来纳大学物理与天文系）
本文研究利用动态吸引子状态优化电阻开关存储器编程，减少能量消耗，提出基于理论的能量最小化策略，应用于VTEAM模型，设计定制脉冲序列以实现高效编程。
2026-01-12 cond-mat.mes-hall cs.ET
Supercurrent-induced spin switching via indirect exchange interaction
本文提出利用常规超导体中的无耗散超流调控表面两个自旋杂质间的间接交换相互作用，从而以极低耗散实现超流诱导的自旋翻转，无需三重态库珀对或特殊材料。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Room-Temperature Highly-Tunable Coercivity and Highly-Efficient Nonvolatile Multi-States Magnetization Switching by Small Current in Single 2D Ferromagnet Fe$_3$GaTe$_2$
本文通过二维铁磁体Fe$_3$GaTe$_2$在室温下实现了高度可调矫顽力与低功耗非易失性多态磁化翻转，为低功耗二维自旋电子学应用开辟了新途径。
2023-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
