利用局域自旋轨道力矩稳定指数数量的离散剩磁态

利用 $\beta$-Ta/Ni$_{0.8}$Fe$_{0.2}$ 双层膜，我们制备了由两个、三个和四个交叉椭圆构成的结构，其在交叉区域分别表现出形状诱导的双轴、三轴和四轴磁各向异性。由 N 个交叉椭圆构成的结构可通过施加（并移除）外磁场稳定在 2N 个剩磁态。然而，我们表明，通过单个椭圆中流过的电流产生的无场自旋轨道力矩，剩磁态的数量增长至 2$^\text{N}$。此外，当电流在不同椭圆的边缘之间流动时，剩磁态的数量跃升至 2$^\text{2N}$，包括那些在重叠区域呈现 $\pi$-Néel 畴壁的状态。这些相对简单的磁结构所展现出的极多可达剩磁态，为包括存储器件在内的引人入胜的自旋电子学应用铺平了道路。