应变电子学：利用应变操控磁致伸缩纳米磁体的磁化以实现节能应用

在以极低能耗执行信息处理、计算、通信、信号生成及相关任务的愿望下，催生了许多思想和范式。其中最有影响力的之一，是采用磁致伸缩纳米磁体作为硬件平台的基本单元，并利用电生成的静态或时变机械应变操控其磁化以实现多种功能。该方法有两个优势。首先，由于纳米磁体像晶体管等基于电荷的器件那样具有非易失性，断电后信息可保留在器件中。其次，由于用应变改变磁化状态耗能极少，执行给定任务所耗能量异常低。该领域现被称为“应变电子学”（straintronics），类比于电子学、自旋电子学、谷电子学等。我们综述了应变电子学的最新进展与趋势，包括数字信息处理（逻辑）、信息存储（内存）、用应变驱动的畴壁器件、用应变调控 skyrmion、非布尔计算与基于应变电子学的机器学习、用受应变纳米磁体实现的信号生成（微波源）与通信（超小型声学和电磁天线）、混合应变电子学-磁子学，以及应变电子学系统中声子与磁子的相互作用。我们指出了关键挑战与机遇，并规划了推动该领域发展至可能成为节能系统主流技术的路径。