FePt/BaTiO$_3$ 磁化翻转的微观极性控制机理

通过第一性原理计算，我们展示了 FePt/BaTiO$_3$ (001) 结构中电场驱动的磁化翻转。当铁钒层的磁各向异性从平面向垂直方向发生转变时，铁镍层的磁各向异性发生了显著变化，这一现象严格受等应变控制，临界应变为 $\eta\approx\%$。这种现象的本质是大型界面磁电耦合 ($\alpha_I = 3.6 \times 10^{-10}$ G$\cdot$cm$^2$/V)，其源于轨道重构。具体而言，Pt $d$ 轨道占据的重新分布改变了轨道相互作用，从而调节了磁各向异性 ($K_i$) 与磁弹性能 ($b_1$) 之间的竞争。我们的工作阐明了应变工程化磁电性的基本物理机制，并为设计低功耗电压控制磁性存储器提供了具体的路径。