Pesquisadores da Universidade de Kanazawa controlaram as propriedades magnéticas de uma camada de metal por meio da polarização elétrica de uma camada de óxido de metal vizinha. Simulações computacionais e medições experimentais revelaram que o magnetismo de uma camada de liga de cobalto-platina depende fortemente da direção de polarização de uma camada de óxido de magnésio e zinco sobreposta. O conceito de controle de propriedade magnética usando polarização elétrica mostra potencial para avançar no desenvolvimento da memória magnética não volátil.

A capacidade de controlar as propriedades magnéticas de um material usando eletricidade é importante para o desenvolvimento da tecnologia de computador, particularmente a memória não volátil, que é a memória que não requer alimentação elétrica constante para manter um estado definido. Isso é, o controle elétrico dos estados magnéticos de um material pode nos permitir realizar o conceito atraente de eficiência energética da memória magnética não volátil que é alternada entre diferentes estados usando eletricidade. Recentemente, Pesquisadores japoneses da Universidade de Kanazawa descobriram que as propriedades magnéticas de uma camada de metal podem ser controladas aplicando eletricidade a uma camada de óxido de metal sobreposta.

A equipe de pesquisa investigou a mudança nas propriedades magnéticas de uma camada de liga de cobalto-platina (CoPt) induzida pela polarização elétrica de uma camada de óxido de zinco (ZnO) sobreposta. Simulações computacionais mostraram que mudar a polarização elétrica da camada de ZnO teve um grande efeito no potencial químico na interface entre ZnO e CoPt, o que por sua vez levou a uma mudança considerável no comportamento magnético da camada CoPt. A mudança do comportamento magnético da camada CoPt foi não volátil; ou seja, a camada permaneceu no estado definido até que a polarização elétrica da camada de ZnO fosse alterada.

"O grande efeito da polarização elétrica do ZnO nas propriedades magnéticas do CoPt pode ser explicado pela polarização do ZnO, proporcionando controle sobre as interações dos orbitais atômicos do CoPt, "diz o autor Masao Obata.

Para confirmar os resultados promissores obtidos em suas simulações, os pesquisadores fabricaram uma estrutura empilhada chamada junção em túnel contendo camadas de ZnO e CoPt dopadas com Mg. As propriedades magnéticas e o comportamento de comutação da junção do túnel foram investigados. Os resultados revelaram que a junção do túnel apresentou comportamento magnético substancialmente diferente, dependendo do estado de polarização elétrica da camada de ZnO, fornecendo concordância qualitativa entre os resultados da simulação e os achados teóricos.

"O sistema ZnO / CoPt demonstra que é possível alcançar o controle elétrico não volátil das propriedades magnéticas dos materiais, "explica o co-autor Tatsuki Oda." Esse conceito é importante para o desenvolvimento de memória magnética não volátil avançada e eficiente em termos de energia. "

O controle não volátil do comportamento magnético de CoPt pela polarização elétrica de ZnO representa um conceito atraente para realizar novas aplicações de memória não volátil para avançar no processamento de informações.