ScAlN/Ni 纳米器件中由直接磁电效应产生的电荷积聚
应用物理
2025-08-20 v1
摘要
本工作研究了薄膜级复合异型结构中直接磁电效应的机理，复合结构由厚度为 100 nm 的压电 Sc0.4Al0.6N（ScAlN）和厚度为 100-200 nm 的磁性 Ni 组成，制作于 Si/SiO2 基片上。薄膜被加工成横向尺寸为 500 nm x 500 nm 的方形柱阵列。振动样品磁力计（VSM）测量显示 Ni 薄膜呈现平面磁各向异性，这归因于由底部 ScAlN 层引起的应变。氮空位（NV）磁力学成像确认在 Ni 薄膜中，当其加工成亚微米尺寸结构时，会在余磁状态下形成磁域。电容测量表明 ScAlN 介电常数在器件层面上与未加工的薄膜一致，确认亚微米尺寸下电气完整性得以保持。通过在施加垂直直流磁场下的准静态电荷测量，展示了直接磁电效应，器件开路电压可达 1.17 mV。
引用
@article{arxiv.2508.13674,
title = {Charge accumulation by Direct Magnetoelectric Effect in ScAlN/Ni Nanoscale Devices},
author = {Federica Luciano and Emma Van Meirvenne and Ephraim Spindler and Philipp Pirro and Bart Sorée and Mathias Weiler and Stefan De Gendt and Florin Ciubotaru and Christoph Adelmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13674},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 3 figures