信息技术的快速发展对非易失、低能耗的逻辑器件有迫切需求。磁振子自旋流可在铁磁绝缘体中产生和传输，不依赖于电子移动，也不产生焦耳热，是低能耗逻辑器件的理想信息载体。利用电场调控磁振子自旋流是其在逻辑器件中应用的关键问题。研究表明，借助磁各向异性、反铁磁性和自旋-轨道耦合等作用机制，磁性材料中的磁振子自旋流可被电场调控，但其调控的幅值很小，而且温度极低，远达不到磁振子器件所要求的信号分辨率和工作温度。因此，迫切需要利用新的物理机制在室温附近实现显著的电场调控磁振子自旋流。

西安交通大学研究人员针对上述难题设计了Pt/Gd₃Fe₅O₁₂/MgO/PMN-PT异质结，并提出了电场诱发磁补偿相变调控磁振子自旋流的新机制。当该异质结被施加电场后，PMN-PT压电单晶基底将产生电致应变。电致应变在亚铁磁绝缘体Gd₃Fe₅O₁₂中诱发了磁补偿相变。在该相变过程中，Gd₃Fe₅O₁₂的磁子晶格的磁矩方向发生翻转，进而导致其磁振子自旋流极化方向翻转，并在室温附近实现了电场对磁振子自旋流信号的非易失正负切换调控。该研究工作为纯电场读写的非易失、低能耗、高集成磁振子器件提供了新的材料设计方案和物理机制，是自旋电子学和磁振子学领域的重要突破。

该研究工作近日发表在材料科学领域顶级期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。论文第一作者为西安交通大学博士生李凯丽和东南大学副教授王蕾，通讯作者为西安交通大学王宇教授、杨森教授、杨树明教授和东南大学林维维教授，西安交通大学物理学院为本论文第一单位。该研究获到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、陕西省重点研发计划等项目的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202312137?af=R