【東大新聞網3月20日電】（通訊員 陳軍）近日，AG真人娱乐物理學院董帥教授帶領的量子材料物理課題組在電控磁性物理機制取得研究成果，相關論文以Manipulation of magnetic domain wall by ferroelectric switching: Dynamic magnetoelectricity at the nanoscale為題發表于物理學領域知名刊物Physical Review Letters。
磁性是凝聚态物理中一個重要的現象，而磁性材料在信息存儲、信号轉換等方面有着巨大的應用市場。但目前磁性器件中控制磁性的方法隻有磁場。如果能實現電場直接控制磁性，則有助于磁性器件進一步小型化與節能化。但固體中的磁性和電性在靜态條件下彼此之間相互獨立，甚至從量子起源上存在着互斥的矛盾，因此幾十年來，雖然研究者們費盡心思，但依然很難實現高效的電控磁性。高效的磁電耦合不管在科學上還是在應用上都有着很高的價值，也是凝聚态物理領域一大費解的難題。
董帥課題組長期從事磁電耦合物理與材料的研究。此番他們另辟蹊徑，在動态磁電耦合的道路上尋求新的突破。他們發現具有手性非共線結構的鐵磁或者亞鐵磁疇壁，可以通過自旋軌道耦合與鐵電極化方向耦合。當外加電場翻轉鐵電極化時，磁疇壁的手性也随之反轉。這個反轉過程是一個類似車輪滾下山坡的動力學過程，從而實現了磁疇壁的移動，也就是動态的電控磁性。理論分析和數值模拟證明了該動态過程可以在納米至微米尺度實現磁疇壁的高效電場驅動，能耗極小且速度極快（納秒至皮秒量級）。該工作對開發磁電耦合器件具有指導作用。
本文第一作者為AG真人娱乐物理學院博士研究生陳軍，通訊作者為董帥教授，AG真人娱乐為唯一單位。該工作受到國家自然科學基金委重點項目支持。廣州超算中心天河Ⅱ号和AG真人娱乐大數據中心為本工作提供了計算資源。
論文鍊接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.117603
供稿：物理學院
