Electrical switching of antiferromagnetic CoO | Pt across the Néel temperature
反铁磁自旋电子学中最重要的挑战之一是Néel矢量态的读出。在电开关实验中使用的高达10 $^8$ Acm $^{-2}$的高电流密度导致区分电信号的磁源和热源的困难。为了克服这个问题，我们提出了一个温度依赖性研究的横向电阻变化的开关实验与CoO| Pt器械。我们证明了提取的模式的自旋霍尔磁电阻的电流脉冲密度为$5 \times 10^7$ ACM $^{-2}$，是目前只低于内尔温度，并不遵循预期的热效应的趋势。这是令人信服的证据，证明信号的磁性起源，这是使用纯电子技术观察到的。我们通过在外部磁场中的补充实验证实了这些发现。这种方法可以允许确定用于切换反铁磁体的最佳条件，并且在没有成像技术可以应用于验证电信号的来源时非常有价值。
2022-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Elastic anomalies associated with domain switching in BaTiO$_3$ single crystals under in-situ electrical cycling
利用原位共振超声光谱（RUS）研究了BaTiO $_3$单晶在室温下电场循环过程中的弹性响应，该方法可以监测铁电极化开关引起的弹性和滞弹性变化。我们发现，原始单晶的第一个铁电开关是由铁弹90°开关。在随后的铁电开关，铁弹开关减少域钉扎和占主导地位的180°铁电畴，证实了偏振光显微镜。因此，在原位电场下的RUS被证明是一种有效的技术，用于铁电体中的机电耦合的调查。
2019-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of antiferromagnetic Mn$_2$Au and the role of thermal activation
对具有特定对称性的反铁磁体的电操纵提供了创造新颖的反铁磁自旋电子器件的前景。这种装置旨在利用对外部磁场的不敏感性和反铁磁体固有的皮秒时间尺度的超快动力学。电开关反铁磁体的可能性，首先预测Mn2Au，然后在tetraxCuMnAs实验观察。在这里，我们报告的电气开关和检测的Neel顺序在Mn2Au外延膜。考虑到霍尔交叉器件中焦耳热效应的宏观热激活模型解释了开关幅度与电流密度和温度的指数关系，并观察到热激活在Neel顺序的重取向过程中起着关键作用.我们的模型分析表明，电设置尼尔状态是长期稳定的在室温下，铺平了道路，在存储器件的实际应用。
2018-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Electrical 180o switching of Néel vector in spin-splitting antiferromagnet
本研究针对反铁磁存储器Néel矢量电翻转角度受限、不利于高密度集成的问题，提出带非对称能垒的自旋轨道矩翻转机制，在Mn₅Si₃中实现180°电翻转并制备出稳定读写的电控阻态反铁磁器件，推动相关器件实用化。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Electrical current switching of the noncollinear antiferromagnet Mn$_3$GaN
我们报道了室温下非共线反铁磁（AFM）Mn $_3$ GAN/Pt双层膜的电流开关。这些双层的霍尔电阻可以通过施加$1.5\times10^6$ ~A/cm $^2$的脉冲电流来操纵，而在Mn $_3$ GAN单层膜中，直到$\sim10^8$ ~A/cm $^2$没有观察到显著的变化，表明Pt层起着重要的作用。与铁磁Mn $_3$ GAN/Pt双层膜相比，非共线AFM Mn $_3$ GAN的临界电流密度小两个数量级，电流开关也较低.我们的研究结果表明，非共线AFM反钙钛矿氮化物和自旋扭矩技术的组合是一个很好的平台，AFM自旋电子学。
2019-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Electrical polarization switching in bulk single crystal GaFeO$_{3}$
针对存在显著原子无序的 GaFeO$_{3}$ 单晶，结合压电响应力显微镜、X 射线衍射、穆斯堡尔谱与从头算计算，提出并验证了新的极化翻转原子位移机制。
2023-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Decoupled magnetic and electrical switching in manganite trilayer
我们报告的磁性和电输运的外延生长的三层薄膜结构，包括La 0.59 Ca 0.41 MnO 3夹在La 0.67 Ca 0.33 MnO 3电极的研究。由于La 0.59 Ca 0.41 MnO 3位于薄膜铁磁金属相场的边缘，因此可以预期相分离效果。这些效应可以解释所观察到的中间层的磁各向同性。相比之下，电极材料是磁单轴的。易轴磁场扫描的三层产生两个尖锐的磁性转变，但只有一个尖锐的转变，在电流面内电阻测量。
2005-11-25 cond-mat.mtrl-sci
A spin light emitting diode incorporating ability of electrical helicity switching
报道了一种具有反平行磁化结构的双自旋注入电极的自旋发光二极管的制备和光学特性。使用PC驱动的电源在两个电极之间交替电流，使我们观察到在1 kHz的频率下圆偏振的螺旋度切换。既不使用外部磁场也不使用光学延迟调制器。以适当的比例向两个电极发送直流电流，导致两个相反螺旋度之间的圆极化连续变化，包括零极化。这些结果表明，所测试的自旋LED具有单片光源的可行性，其圆偏振可以全电切换或连续调谐。
2014-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Broadband radio-frequency TEM specimen holders for in situ biasing excitation and 100-ps-scale electron beam control
Université de Toulouse, CNRS, CEMES（图卢兹大学，法国国家科学研究中心，固体电子学中心）；CISTEME（利摩日市立科学与技术学院）；A3D design（A3D设计公司）
本文研发了结合同轴传输线与PCB的宽带射频TEM样品台，可实现GHz级电激励与近100 ps级电子束控制，为全电泵浦-探测TEM方法奠定基础。
2026-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Resistive contribution in electrical switching experiments with antiferromagnets
最近的研究表明，反铁磁体的电开关通过内禀自旋轨道力矩或相邻重金属层的自旋霍尔效应。电读出通常通过测量分别具有四个或八个臂的平面十字形或星形装置处的横向各向异性磁阻来实现。根据材料的不同，切换磁状态所需的电流密度可能很大，通常接近器件的破坏阈值。我们证明，由此产生的电应力局部改变膜电阻率，从而打破了四重旋转对称的导体。由于膜的不均匀性，这种对称性破坏产生类似于各向异性磁阻的信号，并且在实验上被视为“锯齿”形的横向电阻率。这种伪影可以在开关实验的多次重复中持续存在，并且不容易与磁贡献分离。我们讨论的工件的起源，阐明薄膜结晶度的作用，并提出了如何分离的电阻贡献的磁贡献的方法。
2019-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Electrically activated W-doped VO2 films for reliable, large-area, broadband THz waves modulators
本文提出利用直流磁控溅射生长的W掺杂VO2薄膜实现电控、可靠、大面积、宽带的太赫兹波调制器，证明W掺杂可调控绝缘体-金属转变温度及其电激活转变拓扑结构，并通过原位表征揭示其源于结构畸变。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Studies of Barkhausen Switching Noise in Ferroelectric lead zirconate titanate (PZT) and BaTiO3: Critical Exponents and Temperature-dependence
以前的研究巴克豪森噪声在PZT已被限制到能谱（转换速率响应电压与时间），显示协议与雪崩模型;在钛酸钡的其他指数已被测量声学，但仅在环境温度下。在本研究中，我们报告了PZT余震的Omori指数（-0.95 $\pm$ 0.03），并将钛酸钡研究扩展到更广泛的温度范围。
2019-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Electrical current distribution across a metal-insulator-metal structure during bistable switching
结合扫描电子显微镜（SEM）和电子束-感应电流（EBIC）成像与运输测量，它示出，电流流过两端的氧化物为基础的电容器状结构优先局限于局部区域的缺陷。当薄膜器件在两种不同的电阻状态之间切换时，电流路径的分布和强度（表现为亮点）会发生变化。这意味着开关和记忆效应主要取决于沿这些路径的导电性能。基于绝缘体内载流子的存储和释放的模型似乎足以解释所观察到的记忆效应。
2001-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-Driven Electrical Switching of Anisotropic Skyrmion Hall Effect in Altermagnets
School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University（山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室）
研究通过电场调控alt磁体中非对称skyrmion霍尔效应，揭示了亚格点依赖的各向异性交换与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，实现了无需磁场的精确可控skyrmion传输。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Electrical control over perpendicular magnetization switching driven by spin-orbit torques
利用电学方法灵活控制自旋轨道电子学的磁化翻转是实现自旋轨道电子学应用的关键。除了与所施加的场平行的切换电流之外，还引入了与切换电流正交的偏置电流，以调谐有效的类阻尼和类场转矩的大小，并进一步电控制磁化切换。在Pt/Co/MgO和$α$ -Ta/CoFeB/MgO系统中，分别实现了极性相反的偏置电流对临界开关电流的对称和非对称控制。本研究不仅辨识类场转矩与类阻尼转矩对开关过程的影响，而且提出一种控制类场转矩与类阻尼转矩的电气方法。
2016-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Energy Switching of Antiferromagnetic CuMnAs/ GaP Using sub-10 Nanosecond Current Pulses
最近发现的具有空间反转不对称性的反铁磁（AF）材料的电诱导开关极大地丰富了自旋电子学领域，并为反铁磁MRAM的概念打开了大门。CuMnAs是一种具有这种电开关能力的有前景的AF材料，并且已经研究了使用毫秒至皮秒长度的电脉冲进行开关，但很少关注纳秒范围。我们在这里演示了使用纳秒脉冲的CuMnAs/GaP开关。我们的研究结果表明，在纳秒制度的低能量开关，高读出信号与高度可重复的行为下降到一个单一的脉冲可以实现。此外，正交切换和极性切换的两种切换方法的比较是在同一设备上进行的，显示了两种不同的行为，可以选择性地用于不同的未来存储器/处理应用。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Broadband, electrically tuneable, third harmonic generation in graphene
当高强度光（$>10^{10}$ W/m $^{2}$）与非线性材料相互作用时发生光学谐波产生。非线性光学响应的电气控制使门可调开关和频率转换器等应用成为可能。石墨烯显示出非常强的光物质相互作用和电和宽带可调的三阶非线性极化率。在这里，我们表明，在石墨烯的三次谐波产生效率可以调整超过两个数量级，通过控制费米能量和入射光子能量。这是由于多光子跃迁引起的非线性电导率虚部的对数共振。由于无质量狄拉克费米子的线性色散，可以实现超宽带电可调谐性，从而为用于光通信和信号处理的电可调谐宽带频率转换器铺平了道路。
2017-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical Néel-order switching in magnetron-sputtered CuMnAs thin films
反铁磁材料作为自旋电子器件中的有源元件，承诺对外部磁场不敏感，不存在自身的磁杂散场，以及皮秒时间尺度的超快动力学。具有一定晶体对称性的材料表现出内在的Néel阶自旋轨道矩，可以有效地切换反铁磁体的磁序。CuMnAs的四元变体被证明是通过这种固有的自旋轨道效应而电可切换的，并且其在具有忆阻特性的存储器单元中的使用最近已经被证明用于用分子束外延生长的高质量膜。在这里，我们证明了磁控溅射CuMnAs薄膜的磁序也可以通过电流脉冲来操纵。作为温度、电流密度和脉冲宽度的函数的开关效率和弛豫可以通过热激活模型来描述。我们的研究结果表明，CuMnAs可以用与行业兼容的沉积技术制造，这将加快基于这种卓越材料的设备的开发周期。
2019-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance anomaly during the electrical triggering of a metal-insulator transition
本文研究铁磁氧化物LSMO在电触发金属-绝缘体转变时的磁输运异常，发现阈值电压处各向异性和庞磁电阻出现幅度增大与符号翻转，并揭示其源于切换诱导相分离态与本征磁电阻的耦合，证明可通过电驱动非平衡阻变态调控磁输运现象。
2023-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer resistive switching: multi-state functionality due to electric-field-induced healing of "dead" layers
氧化物电子学中的功能元件对在电场中表现出可逆阻变的材料有很高的要求。特别是，多级开关效应允许高级应用，如神经形态电路。在这里，我们报告的结构驱动的开关机制，涉及所谓的“死层”的钙钛矿锰氧化物表面。形成隧道势垒，其厚度可以通过电场以单层步骤改变，开关效应表现出良好定义和鲁棒的电阻状态。
2018-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control of Broadband Terahertz Wave Transmission with Two-Terminal Graphene Oxide Devices
碳纳米材料如碳纳米管和石墨烯已被证明是有源光电子器件的有效构建块。特别是，结晶石墨烯的奇异性质，例如线性/无间隙能量色散，为在红外（IR）和太赫兹（THz）制度下开发具有大调制深度的有源光子调制器提供了通用途径。在这里，我们展示了氧化石墨烯（GO），一种具有随机分布的分子缺陷（例如，吸附的水分子和穿孔），当结合到两端电极装置中时，可以提供不同的方式来有效地控制宽带THz传输幅度。在GO的局域杂质态（LIS）中电俘获的载流子（其来源于GO的完全随机缺陷结构）导致即使在室温下宽带THz波（0.3 ~ 2.0 THz）的透射幅度的大调制（~30%）。在宽带THz传输控制中观察到的有趣的滞后行为进一步证实了捕获的载流子在宽带THz波切换中的关键作用。通过将GO简单溶液印刷到双端电极上构造的器件架构使得能够容易地实现有源光子器件。
2015-08-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical Control over Volatile Mott Switching through Non-Volatile Memory Effects
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究揭示VO₂和V₂O₃的挥发性莫特开关受导电丝形成/湮灭的非易失性存储效应影响，明确两种热区机制，通过保护性电阻和多步协议实现宽温下开关参数调控，为相关器件编程提供新途径。
2026-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Vanadium Dioxide: Metal-Insulator Transition, Electrical Switching and Oscillations. A Review of State of the Art and Recent Progress
二氧化钒是目前最有前途的氧化物电子材料之一。基于VO 2的平面和夹层薄膜MOSFET器件都具有S形I-V特性，这种开关效应与金属-绝缘体转变（MIT）有关。在含有这种开关器件的电路中，如果负载线与I-V曲线相交于NDR区中的唯一点，则观察到弛豫振荡。这些效应对设计各种氧化物电子学器件，特别是基于耦合振荡器的动态神经网络元件具有潜在的应用前景。
2016-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
UV-photon and electrically driven resistance switching in ZnO nanotube arrays
在ITO衬底上制备的垂直排列的ZnO纳米管阵列表现出很强的持续光电导（PPC）效应和电驱动电导开关行为，尽管后者表现出从高电导状态到低电导状态的逐渐衰减。与电开关不同，PPC不能通过电脉冲复位或反转。依赖于激发波长的电导测量表明在价带边缘以上~ 240 meV处存在缺陷局域态（DLS），支持了这些DLS的双电离是PPC效应的原因的假设.
2009-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory and phase-field simulations on electrical control of spin cycloids in a multiferroic
摆线自旋序在多铁性中很常见。其中一个典型的例子是BiFeO3（BFO），它在室温下显示出大的极化和摆线反铁磁顺序。在这里，我们采用朗道理论和相场模拟来分析的极化和摆线反铁磁订单在BFO的耦合开关动力学。我们能够确定14种类型的过渡自旋结构之间的两个摆线和9个电场诱导的自旋转换路径。我们证明了电场诱导的摆线自旋波矢量的旋转，并发现2种类型的摆线自旋切换动力学：快速本地自旋翻转和波矢量的缓慢旋转。此外，我们还构造了路线图，通过多步施加电场实现任意两条旋轮线之间的切换。这项工作提供了一个理论框架的自旋摆线的唯象描述和基本的理解的开关机制，以实现电控制的磁秩序。
2021-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of perpendicular magnetization in L10 FePt single layer
磁化的电气操纵对于将磁存储器和磁逻辑器件等磁功能集成到电子电路中至关重要。重金属/铁磁体（HM/FM）双层膜中的电流感生自旋轨道矩（SOT）通过HM中的自旋霍尔效应和/或界面处的Rashba效应提供了一种有效的方式来切换磁化。同时，电流感生SOT也被用于切换单层中的面内磁化，例如铁磁半导体（Ga，Mn）As和反铁磁金属CuMnAs，其具有全局或局部破缺的反转对称性。在这里，我们证明了电流感应垂直磁化翻转在L10 FePt单层。在L10 FePt中，电流感生的自旋轨道有效场随着化学有序参数（S）的增加而增加。在20 nm的FePt膜与高S，我们观察到一个大的电荷-自旋转换效率和开关电流密度低至7.0E6 A/cm 2。我们期望我们的研究结果可以激发块体垂直磁各向异性材料的自旋轨道转矩的探索和在单个FM层中高效的垂直磁化翻转的应用。
2018-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Non-linear electrical conduction and broadband noise in charge-ordered rare earth manganate Nd_0.5Ca_0.5MnO_3
对生长在Si衬底上的电荷有序Nd_（0.5）Ca_（0.5）MnO_3薄膜的直流输运特性和低频电导噪声的测量表明，在电荷有序区存在一个阈值场，超过阈值场，强非线性导电开始，并伴随着大的宽带电导噪声。当T -> T_{CO}（电荷有序化温度）时，载流子依赖性导电消失。这一观察结果表明，电荷有序状态在非线性传导开始时被脱钉。
1999-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrical Switching of Tristate Antiferromagnetic Néel Order in $α$-Fe$_{2}$O$_{3}$ Epitaxial Films
操纵反铁磁（AF）矩的能力是反铁磁自旋电子学新兴领域的关键要求。双态AF矩的电开关已在金属AF、CuMnAs和Mn $_2$ Au中得到证实。近年来，在Pt/NiO双层膜中发现了电流诱导的锯齿形霍尔电阻，但其机理还存在争议。在这里，我们报告的第一个令人信服的，非衰减，三态Néel顺序在Pt/ $α$ -Fe $_2$ O $_3$双层膜的阶梯状电开关的演示。我们的实验数据和蒙特卡罗模拟揭示了$α$ -Fe $_2$ O $_3$ Néel序在三个稳定态之间转换行为的清晰机制。我们还表明，所观察到的“锯齿”霍尔电阻是由于一个伪影的铂，而不是AF开关，而AF开关的签名是阶梯状的霍尔信号。这种对AF绝缘体（AFI）薄膜中磁矩的电气控制的演示将通过利用大家族的AFI来极大地扩展AF自旋电子学的范围。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching effect of a single-unit-cell CrO2 layer on rutile TiO2 surface
金红石型CrO2是最重要的半金属材料，在费米能级处具有接近100%的自旋极化，金红石型TiO2是具有许多应用的宽禁带半导体。通过第一性原理研究表明，在金红石型TiO_2（001）表面上的CrO_2单胞层是铁磁性的，带隙为0.54 eV，当外加电场时，其电子态突然转变为典型的金属态。因此，这使得一个有趣的电开关效应，这可能是有用的自旋电子器件的设计。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bipolar electrical switching in metal-metal contacts
在精心设计的小几何形状的金属-绝缘体-金属器件中观察到了电开关。这些器件通常也被称为忆阻器，并且由特定材料组成，例如过渡金属氧化物、硫属化物、钙钛矿、具有价态缺陷的氧化物或惰性电极和电化学活性电极的组合。没有简单的物理器件被报道表现出电开关。我们已经发现，一个简单的点接触或金属片形成的颗粒排列表现出双极开关。这些装置被称为相干器，被认为是单向电引信。我们已经确定了控制电阻状态的状态变量，并且可以对器件进行编程以在多个稳定电阻状态之间切换。我们的观察使以前假设的热机制，其电阻变化的不足。这些器件构成了忆阻器的缺失的规范物理实现，通常被称为第四无源元件。除了在理解金属接触方面的理论进展外，目前的发现为物理学家和工程师提供了一种简单的忆阻器，用于广泛的实验，这是迄今为止不可能的。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Broadband electrical detection of spin excitations in (Ga,Mn)As using a photovoltage technique
本文报道了垂直于磁场取向的（Ga，Mn）As薄膜的微波光电压和同步磁输运测量。我们检测的铁磁共振在一个广泛的频率范围为2 GHz至18.5 GHz，并确定光谱g因子和分离的吉尔伯特从非均匀的贡献磁化弛豫。饱和磁化强度以下的温度依赖性测量表明，光电压信号可以作为一个敏感的工具来研究晶体的各向异性。我们证明了自旋动力学与电荷输运的结合是研究微结构铁磁半导体样品的一个很有前途的工具。
2008-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the role of vacancies in lead halide perovskite through electrical switching of photoluminescence
钙钛矿型三碘化铅（MAPbI 3）半导体材料具有优异的光伏和发光性能。我们解决了独特的行为，其中偏置电压可以用来打开和关闭横向对称电极的平面薄膜的发光。而不是一个均匀的抑制发射，如在其他有机半导体薄膜中，在MAPbI 3膜的暗区从正电极在1 μ m s-1的顺序缓慢的速度前进。在这里，我们解释了存在的尖锐的前在漂移的离子空位，大大降低了在膜中的辐射复合率。基于动态输运模型，我们表明，电流的平方倒数与时间成线性关系，与实验观察一致。这一见解导致碘空位D = 6 10-9 cm 2 s-1的扩散系数的直接测定，并提供了详细的信息和控制离子传导的混合钙钛矿材料的电光性能的影响。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of electrical switching of ultra-thin CoO/Pt bilayers
我们研究了CoO/Pt双层膜中Néel矢量的电流诱导开关，以了解潜在的反铁磁开关机制。令人惊讶的是，我们发现，超薄CoO/Pt双层电脉冲沿相同的路径可以导致自旋霍尔磁阻信号的增加或减少，这取决于脉冲的电流密度。通过将这些电学测量的结果与施加电流脉冲之前和之后的反铁磁畴结构的XMLD-PEEM成像进行比较，我们揭示了超薄CoO（4 nm）中Néel矢量的重新取向。这使我们能够确定，甚至相反的电阻变化可以导致从热磁弹性开关机制。重要的是，我们的空间分辨成像显示，施加电流脉冲的区域和更远的区域表现出不同的开关自旋结构，这可以通过基于自旋轨道转矩的开关机制来解释，该开关机制可以在非常薄的薄膜中占主导地位。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical and Thermal Properties of SnTe/Sb2Te3 Superlattice Phase Change Materials
研究了SnxTe_（1-x）/Sb_2Te_3超晶格（SnTeSL）器件的基本电学和热学性质，并与传统的Ge_2Sb_2Te_5（GST_（225））和GeTe/Sb_2Te_3超晶格（GeTeSL）器件的电阻开关特性进行了比较。通过进行适当的初始化过程，改变SnxTe 1-x/Sb 2 Te 3中的x，并施加短电脉冲，证明了SnTeSL的开关功率的显著降低。研究发现，所观察到的急剧功率降低是由于脉冲入射下电流的指数下降。另一方面，所研究的SL材料的热性能与常规相变材料的热性能非常相似。在GeTeSL和SnTeSL中多脉冲入射所获得的透射电子显微照片和多能级盒记录结果与GeTe-Sb_2 Te_3赝二元系相变材料的性质完全不同。提出了部分开关和电场诱导开关两种不同的模型来解释SL材料的电阻开关机制。
2018-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Transient Pauli blocking in a InN film as a mechanism for broadband ultrafast optical switching
Global Center for Science and Engineering (GCSE), Faculty of Science and Engineering, Waseda University（早稻田大学理工学部）；Graduate School of Advanced Science and Engineering, Waseda University（早稻田大学先进理工学研究科）；Graduate School of Science and Engineering, Aoyama Gakuin University（青山学院大学理工学府）；Institute for Molecular Science（分子科学研究所）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（综合研究大学院大学）；National Metrology Institute of Japan (NMIJ), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（产业技术综合研究所国家计量标准研究所）
InN薄膜中利用瞬时泡利阻塞效应实现宽带超快光学开关，通过电子温度升高诱导泡利阻塞，无需显著载流子注入。
2026-01-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Probing the Electrical Switching of a Memristive Optical Antenna by STEM EELS
由于基本衍射极限和缺乏具有足够强电光效应的材料，使有源光子器件的尺度扩展到深亚微米尺度受到阻碍。在这里，我们展示了一种固态电光开关机制，它可以在可见光谱范围内工作，具有无与伦比的小于5 nm立方体的有效体积，与最小电子元件的尺寸相当。开关机制依赖于电化学位移纳米级间隙内的金属原子，以电连接两个交叉的金属线，形成交叉点结。这种结提供极端的光集中，并在形成导电通道时显示出奇异的光学行为。我们说明了如何可以使用这种效果来主动调谐等离子体天线的谐振。调谐机制进行了分析，使用组合的电气和光学测量，以及在扫描透射电子显微镜（STEM）中的电子能量损失（EELS）。
2015-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Elucidating the Influence of Native Defects on Electrical and Optical Properties in Semiconducting Oxides: An Experimental and Theoretical Investigation
在多晶氧化物基材料中使用自掺杂或产生空位的缺陷工程对光吸收、UV光检测和电开关具有深远的影响。然而，缺陷诱导的半导体氧化物器件在光检测和光敏性方面表现出增强，因此仍然是光电子学领域的研究热点。在这项研究中，半导体氧化物材料中的缺陷工程及其在基于光电子器件的应用中的作用进行了讨论。采用密度泛函理论，通过第一性原理电子结构计算，对缺陷态的识别进行了理论研究。特别是，在这项工作中，我们专注于探测缺陷引起的光和电过程的变化，通过实验以及计算调查。因此，系统的实验测量的光吸收，电开关，电荷密度，和光电流在缺陷丰富的半导体氧化物样品已被执行。我们的研究结果表明，缺陷可以导致增强的光电性能，如光电流，开关速度，光吸收等的半导体氧化物为基础的设备。
2021-12-11 cond-mat.mtrl-sci
All-electric picosecond field-free spin-orbit torque switching in magnetic trilayers
National University of Singapore（新加坡国立大学）
本研究通过全电片上纳等离子体脉冲发生器实现6.4皮秒脉冲，在磁性三层结构中实现超快无场自旋轨道矩翻转，写入能量降低2-3个数量级，为高速低功耗SOT-MRAM提供新方案。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Switching of Perpendicular Magnetization by Spin-Orbit Torque
本文综述了通过自旋轨道力矩实现垂直磁化翻转的最新进展与挑战，涵盖自旋电流产生、翻转机制与策略、电流密度及材料选择，并总结了原型 SOT 存储与逻辑器件的进展。
2023-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Effect of memory electrical switching in metal/vanadium oxide/silicon structures with VO2 films obtained by the sol-gel method
研究了用乙酰丙酮溶胶-凝胶法制备的二氧化钒薄膜在p型和n型硅衬底上的金属-VO 2-Si结构的开关和整流特性。这种开关效应是由于二氧化钒的超导体-金属相变（SMPT）引起的。观察到p-Si-VO 2异质结在正向偏压下开关阈值电压的漂移，并伴有记忆效应。为了解释这种效应，提出了一种模型，该模型表明存在与VO 2/Si界面处的沟道相关联的附加串联电阻，其中在VO 2沉积过程中形成SiOx层。这种电阻是负责阈值开关特性，和记忆效应，和氧离子电迁移过程中示出这种效果的基础。所观察到的现象，结合ReRAM和SMPT的影响，在氧化物电子学的潜在应用进行了讨论。
2020-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical Spin-Flip Current Switching in Layered Diluted Magnetic Semiconductors for Ultralow-Power Spintronics
本文在V掺杂WSe2层状稀磁半导体中实现室温电驱动自旋翻转开关，临界电流密度低至10^-1 A cm^-2且功耗达皮瓦级，为超低功耗自旋电子器件提供新平台。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistance profile measurements on a symmetric electrical pulse induced resistance change device
本文报道了由Pr0.7Ca0.3MnO3有源层构成的两端对称薄膜Pr0.7Ca0.3MnO3电脉冲感生电阻变化器件两端之间的微尺度电阻分布的首次直接测量。对称装置是其中电极形状、尺寸、组成和沉积处理相同的装置。我们表明，在一定的限制下的脉冲开关电压，这种对称的电脉冲引起的电阻变化器件可以表现出在室温下没有净器件电阻切换，或双极开关的电阻滞后曲线表现出“桌腿”结构。使用表面扫描开尔文探针显微镜进行电阻测量，其允许在电阻切换之前和切换之后测量从一个电极、穿过Pr0.7Ca0.3MnO3材料并进入第二电极的电阻分布。结果表明，对称器件中的电阻切换主要发生在电接触表面的约1至3微米内的界面区域中。在体Pr0.7Ca0.3MnO3材料中也观察到电阻切换，尽管处于较低水平。对称性的两个终端的对称设备，可以开关电阻的考虑进行了讨论，这里报道的数据是一致的对称模型先前开发的。
2005-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Visualizing Electrical Breakdown and ON/OFF States in Electrically Switchable Suspended Graphene Break Junctions
使用脉冲电击穿技术在悬浮的单层至少层石墨烯装置中形成窄间隙。所得到的器件的电导可以通过施加电压脉冲来编程，其中2.5V~4.5V的电压对应于ON脉冲，并且~8V的电压对应于OFF脉冲。器件的电子显微镜成像显示石墨烯片通常保持悬浮，并且当观察到的间隙大时，器件电导趋于零。开关速率强烈依赖于温度，这排除了纯机电开关机制。在悬浮的石墨烯装置中观察到的这种切换强烈地表明了通过原子运动和/或化学重排的切换机制，并强调了全碳装置与石墨烯电子器件集成的潜力。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent Imaging of Multi-Memristive Charge Density Wave Switching in Two-Dimensional 1T-TaS2
原子级薄的1 T-TaS 2的输运研究已经证明了在近相称（NC）到相称（C）电荷密度波（CDW）转变中存在中间电阻态，其可以进一步电切换。虽然这为忆阻器应用中的材料提供了令人兴奋的机会，但切换机制仍然难以捉摸，并且可能归因于在1 T-TaS 2薄片上形成不均匀的C和NC域。在这里，我们提出了同时电驱动和扫描光电流成像的CDW在1 T-TaS 2使用垂直异质结构的几何形状。虽然微米尺寸的CDW域形成时，改变温度，电驱动的转变导致在很大程度上均匀的变化，表明后者的中间电阻状态可能对应于真正的亚稳态CDW状态之间的NC和C相，然后我们解释的自由能分析。此外，我们能够在不改变样品温度的情况下跨多个CDW状态执行可重复和双向切换，这表明原子级薄的1 T-TaS 2可以进一步用作鲁棒和可逆的多忆阻器材料。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of microwave assisted magnetization reversal by spin pumping
通过检测自旋抽运信号极性的变化，研究了微波辅助Pt/铁磁体双层膜系统的磁化反转。在两种材料系统中，Pt/CoFeB和Pt/NiFe，不同的纵横比的反转过程进行了研究。开关行为的开始由自旋泵浦电压的急剧转变指示。在外场阈值处，随着微波功率的增加，开关过程从部分反转变为完全反转。该方法提供了一种简单的方法来检测微波辅助磁化反转。
2014-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of an antiferromagnet
路易斯·尼尔在他的诺贝尔奖演讲中指出，虽然从理论的角度来看，反铁磁体是丰富和有趣的，但似乎没有任何应用。事实上，单个原子上磁矩的交替方向和由此产生的零净磁化强度使得反铁磁体很难用铁磁体中常见的工具来控制。值得注意的是，尼尔在他的演讲中提供了关键，正如我们在这里所展示的，它使我们能够通过类似于那些为铁磁自旋电子学应用的发展铺平道路的电子手段来控制反铁磁体。尼尔指出的关键是反铁磁体和铁磁体的等效效应是磁矩的偶函数。基于偶矩相对论输运现象，我们演示了室温下两个稳定的配置之间的电开关与电读出反铁磁CuMnAs薄膜设备。我们的磁存储器对磁场扰动不敏感且不产生任何扰动，这说明了反铁磁体在自旋电子学中的独特优点。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of ferro-rotational order in nano-thick 1T-TaS$_2$ crystals
本研究在纳米厚 1T-TaS$_2$ 的电荷密度波相中，利用电场驱动畴壁传播，实现室温下可逆、耐用且非易失的铁旋转畴态电学切换。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of altermagnetism
本文提出利用交变磁性（altermagnetism）实现确定性电学切换磁性的方法，发现其依赖化学环境的对称性天然具备宇称对称性破缺，并通过多种模拟确定MnTe双层为候选器件，为非常规磁性探索提供新途径。
2025-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical switching of vortex core in a magnetic disk
磁涡旋是在铁磁盘中实现的卷曲磁性结构，其是未来非易失性数据存储设备的存储单元的有希望的候选者。因此，了解磁涡旋的稳定性和动力学行为是发展磁数据存储技术的主要要求。自从实验证明了在磁涡旋中存在具有面外磁化强度的纳米尺度核以来，涡旋的动力学特性一直受到人们的关注。然而，作为构造涡旋磁芯存储器的关键的磁芯磁化强度的电控方法一直缺乏。在这里，我们证明了电气开关的核心磁化通过利用电流驱动的共振动力学的漩涡;核心开关是由一个强大的动态场，这是由一个旋转的核心运动在本地产生的几百米/秒的高速触发。由于共振，实现了在不施加磁场的情况下涡芯的有效切换。这开启了一个简单的磁盘作为自旋电子器件（如存储单元）的构建块的潜力，其中位数据被存储为纳米级核心磁化的方向。
2007-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced switching of thin film $α$-Fe$_2$O$_3$ devices imaged using a scanning single-spin microscope
在反铁磁绝缘体中的Néel顺序的电开关是理想的存储器应用的基础。与通过自旋轨道力矩电驱动的铁磁序切换不同，反铁磁序的电切换仍然知之甚少。在这里，我们研究了低场磁性能的30 nm厚，c轴取向的$α$ O $_3$霍尔器件使用金刚石氮空位（NV）中心扫描显微镜。利用$α$ $_2$ O $_3$的倾斜矩作为其Néel矢量上的磁柄，我们施加饱和面内磁场以创建已知的初始状态，然后让该状态在低场中松弛以用于磁成像。我们对初始化场的不同面内方向重复此过程。我们发现，磁场图像的特征是沿着$[\bar{1}\bar{1}20]$和$[11\bar{2}0]$的磁场具有更强的磁纹理，这表明尽管预期具有3倍磁晶各向异性，但我们的$α$ O $_3$薄膜具有总体面内单轴各向异性。我们还研究了$α$ -Fe $_2$ O $_3$中的电流诱导磁序开关。我们发现，开关的器件的分数取决于电流脉冲的持续时间，幅度和方向相对于初始化字段。具体地说，我们发现，开关是最有效的电流沿初始化字段的方向施加时。
2022-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Origin of discrete electrical switching in chemically heterogeneous vanadium oxide crystals
本文发现氧化钒晶体中存在离散阈值开关电压且循环间电压差恒定，其阈值场比化学计量VO2低约100倍，该行为与价态变化机制及VO2-VnO2n-1复合相的成分涨落相关，为低能耗神经形态器件提供新途径。
2024-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Current-induced in-plane magnetization switching in biaxial ferrimagnetic insulator
铁磁绝缘体（FiMI）广泛应用于微波、磁光器件以及自旋热电子学中，其磁化方向对器件性能起着重要作用。通常通过施加外部磁场来切换磁化。在这里，我们研究了电流诱导的自旋轨道转矩（SOT）开关的磁化在Y3 Fe 5 O 12（YIG）/Pt双层膜与面内磁各向异性，其中开关检测自旋霍尔磁阻。在室温下，当阈值电流密度为10^7 A·cm^-2时，可以发现可逆开关。反平行和不等磁矩的YIG亚晶格与电流脉冲方向平行或反平行排列，这与反铁磁系统中的Neel序反转相一致。有人提出，这样的开关行为可能是触发的反阻尼力矩作用在两个反平行的子晶格的FiMI。这一发现不仅拓宽了电学磁化翻转的研究领域，促进了人们对磁化翻转的理解，而且为实现低功耗的全电调制微波器件和自旋热电子学奠定了基础。
2020-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Phase Inversion via Field-Free Spin-Orbit Torque Switching in an Antenna-Integrated Spintronic Heterostructure
研究利用天线集成自旋电子异质结构，通过无场自旋轨道扭矩切换实现太赫兹发射相位的微秒级电控制，克服传统方法局限，扩展调制带宽，建立电可编程发射器，为相关应用提供紧凑可扩展平台。
2026-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Deterministic Electrical Switching in Altermagnets via Surface Antisymmetry Groups
University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
本文发展表面反对称群框架，为共线双亚晶格反铁磁薄膜中奈尔矢量的确定性电开关建立设计规则，重点研究中心对称交变磁体中界面交错有效场的对称性允许形式及其在自旋扭矩异质结构中的应用。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
