基于人工自旋冰的多铁系统中角度选择性压电应变控制磁化翻转

全电控制写入铁磁比特的前景对于发展可扩展且高能效的自旋电子器件极具吸引力。在本工作中，我们进行了微磁模拟，以研究基于人工自旋冰（ASI）的多铁系统中电场诱导应变介导的磁化翻转，相较于基于电流的方法，其有望显著降低焦耳热损耗。由于基于压电应变的系统无法在铁磁体中实现 $180^\circ$ 磁化翻转，我们提出了一种 ASI 多铁系统，其由铁电衬底上的花生形纳米磁体构成，且磁化易轴与难轴夹角小于 $90^\circ$。此处通过施加相对于系统各轴不同角度的电场脉冲，研究了压电应变控制的磁化翻转。值得注意的是，仅当外部电场脉冲施加于某些特定角度、接近系统各向异性轴（ $\sim 30^\circ - 60^\circ$）时，磁化才发生 $180^\circ$ 翻转。我们对退磁能变化的详细分析揭示，此类情形下能垒变为反对称，从而促成完整的磁化反转。此外，我们还提出了一种利用两个幅值相对较小的顺序电场脉冲实现磁化反转的可能机制。我们相信，本工作可为未来基于 ASI 的多铁系统用于可扩展无磁场低功耗自旋电子器件铺平道路。