基于氮的磁离子调控 CoFe/MnN 异质结构中的交换偏置

铁磁体/反铁磁体（FM/AF）界面交换偏置效应的电场调控为低能耗自旋电子学提供了令人振奋的潜力。其中，固态磁离子手段尤为引人注目，因为它可通过离子迁移改变至关重要的 FM/AF 界面，从而实现可重构电子学。本工作中，我们展示了一种在 Ta/Co$_{0.7}$Fe$_{0.3}$/MnN/Ta 结构中将化学诱导磁离子效应与氮的电场驱动相结合以电控交换偏置的方法。在异质结构场冷过程中，氮从 MnN 向 Ta 层发生离子扩散。在 300 K 下观察到 618 Oe、在 10 K 下观察到 1484 Oe 的显著交换偏置，经电压调理后可分别进一步提升 5% 与 19%。该增强效应可通过反向极性的电压调理逆转。极化中子反射研究表明，MnN 层内及向 Ta 覆盖层的氮迁移导致了交换偏置的增强。这些结果证明了在固态器件中基于氮离子的交换偏置磁离子调控的有效性。