近来，北京航空航天大学集成电路科学与工程学院赵巍胜教授、张博宇助理教授团队与法国洛林大学让·拉莫尔研讨所Michel Hehn教授团队协作，在超快反铁磁调控范畴获得重要发展。团队依据CoGd/IrMn（亚铁磁/反铁磁）异质结，成功完成了单个飞秒激光脉冲下的界面交流偏置和反铁磁自旋调控，并经过时刻分辩试验和原子级仿真提醒了反铁磁超快动态进程。本作业初次供给了一种在亚皮秒时刻尺度上对反铁磁进行直接和确定性操控的办法。2024年3月3日，相关研讨效果以“Single-Shot Laser-Induced Switching of an Exchange Biased Antiferromagnet”为题宣布在《先进资料》（Advanced Materials）期刊。
磁随机存储器（MRAM）以磁性资料的磁阻状况存储信息，在高性能数据存储和核算方面极具使用远景。MRAM近来逐步面向处理器高速缓存等使用场景，对存储器材集成密度和读写速度的要求进一步提高。反铁磁资料作为下一代存储器技能的潜在候选者，展现出显着的优势：首要，反铁磁资料具有可疏忽的微观磁性，使得反铁磁资料对外部磁场具有鲁棒性；其次，微观磁性的缺失使得相邻比特之间不存在偶极彼此作用的影响，避免了相邻单元之间杂散场搅扰形成的数据误差，以此来完成更高密度的数据存储；最终，反铁磁资料具有太赫兹规模的高频动力学特性，理论上能轻松完成比铁磁器材更快的写入速度。但是，彼此交织并彻底补偿的磁矩排布，使得反铁磁资料的磁化状况难以使用电学或许光学手法直接进行高效调控和读取。
为了处理这一难题，团队将CoGd亚铁磁合金引进反铁磁交流偏置系统，在IrMn/CoGd异质结中，首要研讨了笔直交流偏置场在不同IrMn厚度和CoGd组分下的依赖性；其次，依据优化后的结构，完成了反铁磁交流偏置的单脉冲全光翻转，并深化探求了激光功率和脉冲数对交流偏置场的影响；接着，使用时刻分辩磁光克尔测验技能，完成了时刻尺度100 ps内的交流偏置翻转；最终，经过原子级仿真猜测了反铁磁的亚皮秒超快动态，仿真依据效果得出在飞秒激光引起的超快退磁后，每个IrMn晶粒在2 ps内从头再磁化为单畴态，而且不同IrMn晶粒之间展现出独立且随机的概率性翻转。
IrMn/CoGd系统不只答应对具有高奈尔温度的反铁磁资料来超快、无外磁场和高效的操控，一起也供给了一种在超快时刻尺度上直接调控反铁磁状况的办法。使用CoGd亚铁磁合金的超快磁翻转特性，团队完成了反铁磁在太赫兹规模内的交流偏置翻转，为进一步研讨和开发依据反铁磁资料的高速存储器供给了重要的理论和试验根底。
北航集成电路科学与工程学院郭宗夏博士、广州工业大学王君林副教授为本论文一起榜首作者，我院赵巍胜教授、张博宇助理教授、法国洛林大学Michel Hehn教授为论文通讯作者，北京航空航天大学为榜首单位。其他协作者包含法国洛林大学Stéphane Mangin教授，英国约克大学Roy W. Chantrell教授、Richard F. L. Evans教授和徐永兵教授。该作业获得国家重点研制方案、国家天然科学基金、高等学校学科立异引智方案（111方案）等项目的支撑。
2017年，北京航空航天大学与法国洛林大学签署了联合双学位博士培育项目，在培育多名博士生的一起也在全光翻转和超快磁动力学方向打开严密的科研协作，并获得一系列发展。协作相关效果宣布于《天然·通讯》（Nature Communications）、《先进资料》（Advanced Materials）、Physical Review Applied等世界闻名期刊。
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