碳磁离子学：通过电压驱动的碳传输控制磁性
材料科学
2025-03-17 v1
摘要
通过电压驱动的离子过程（即磁离子学）控制磁性，为下一代存储器和计算带来了潜力。这源于其非易失性、在调整磁性调制幅度和速度方面的灵活性，以及高能效。由于磁离子学依赖于离子半径和电负性等因素，寻找替代的可移动离子对于拥抱新现象和应用至关重要。在此，通过电解质门控在 Fe-C 系统中研究了 C 作为 prospective 磁离子离子的可行性。与大多数磁离子系统不同，Fe-C 呈现出双离子机制：Fe 和 C 分别作为阳离子和阴离子，在施加电场下沿相反方向均匀移动。这导致饱和磁化强度增加了 7 倍，磁离子速率大于 1 emu cm-3 s-1，矫顽力增加了 25 倍。由于碳化物表现出极低的细胞毒性，这为磁离子学引入了生物相容性维度，为自旋电子学与生物技术的融合铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2503.11337,
title = {Carbon magneto-ionics: Control of magnetism through voltage-driven carbon transport},
author = {Zhengwei Tan and Zheng Ma and Simone Privitera and Maciej Oskar Liedke and Eric Hirschmann and Andreas Wagner and José L. Costa-Krämer and Alberto Quintana and Aina Garcia-Tort and Javier Herrero-Martín and Huan Tan and Ignasi Fina and Florencio Sánchez and Aitor F. Lopeandia and Josep Nogués and Eva Pellicer and Jordi Sort and Enric Menéndez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11337},
year = {2025}
}
备注
Main text: 13 pages, 3 figures & Supplementary Information: 8 supplementary figures, 4 supplementary sections