該研究由北京航空航天大學材料學院磁性功能材料研究團隊、華中科技大學物理學院、中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所加工平臺合作完成，相關成果近日在國際學術期刊《自然》雜志上發表。
磁性功能材料是大規模數據存儲機械硬盤的核心材料，相較于傳統半導體存儲器，磁存儲器件依賴非易失量子自旋屬性，儲存能力更加穩定。反鐵磁材料便是一類新型磁存儲材料，作為數據存儲介質，相鄰數據位可以密排列以提升存儲密度，并且可使數據寫入速度大幅提升。
據了解，此前已有的反鐵磁存儲器件的電信號輸出，主要依賴面內電子輸運的各向異性磁電阻效應，高低阻態之間的電阻差值很小，常溫下數據寫入后難以有效讀出，導致出現亂碼等無效儲存情況。
“就像流水一樣，高低落差越大，水流越順暢。這里的高低阻態之間的電阻差值變大，數據寫入后才能被電路更清晰地識別出來。”該論文第一單位通訊作者、北京航空航天大學材料學院教授劉知琪舉例說。
劉知琪介紹，科研團隊突破了原子級平整反鐵磁金屬單晶薄膜的關鍵制備技術，通過界面應力誘導非共線反鐵磁單晶薄膜的晶格四方度變化，產生了單軸磁各向異性，以及顯著的反?；魻栃??；谠摲闯；魻栃?，實驗發現了全反鐵磁異質界面（共線反鐵磁/非共線反鐵磁）的交換偏置效應，從而設計制備出多層膜新型全反鐵磁存儲器件，大幅提升了數據讀出可靠性。
“新型反鐵磁存儲器件實現了垂直電子輸運，對比原有面內電子輸運的反鐵磁存儲器件，它的常溫高低阻態差值提升了近3個數量級，從而有望使信息存儲速度和密度大幅提升。”該論文另一通訊作者、北京航空航天大學材料學院教授蔣成保說。
