利用磁离子门控控制多重复 Pt/Co/Al 异质结构中的磁各向异性

通过施加电场控制磁学性质是现代纳米磁学中的重大挑战。在本研究中，我们探究了 Ta/Pt/[Co/Al/Pt]$_n$/Co/Al/AlO$_\text{x}$ 多层堆叠（含 $n +1$ 个 Co 层）中最顶层 Co 层的磁各向异性的磁离子控制及其对多层膜磁学性质的影响。我们证明，通过栅极驱动氧化 Co 与 AlO$_\text{x}$ 之间的中间 Al 层，可可逆地淬灭垂直磁各向异性，从而动态控制对面外剩磁有贡献的磁层——在 $n$ 与 $n +1$ 之间变化。对于 $n = 2$ 和 $n = 4$ 的多层构型，我们基于所施加栅极电压观察到反常霍尔效应幅值分别可逆且非易失地增加 1/3 和 1/5。磁成像揭示，栅极诱导的自旋重取向转变通过分离垂直与面内各向异性态的单个 90$^{\circ}$ 磁畴壁传播实现。在 5 重复多层中，该修饰导致剩磁下磁畴周期加倍。这些结果表明，单层磁层的磁离子各向异性控制可用于调控耦合多层系统的磁学性质，其影响超越了对单一磁层的门控效应。