Локализация воздействия может быть достигнута с помощью спин-поляризованного тока, однако требуемые для этого сверхвысокие плотности тока ~ 10⁶А/см² приводят к деградации элементов. Поэтому взгляды разработчиков устройств спинтроники все чаще обращаются в сторону магнитоэлектрических эффектов, которые позволяют управлять намагниченностью посредством электрического поля. Одной из разновидностей магнитоэлектрического эффекта является индуцированное электрическим полем изменение магнитной анизотропии. Этому принципу управления посвящены две недавние работы японских исследователей в журналах семейства Nature [1,2].

В статье [1] с помощью электрического поля воздействуют на многослойную структуру типа “спиновый вентиль”, в котором намагниченность в одном слое остается фиксированной, а в другом – переключается внешним воздействием. От относительной ориентации намагниченностей в слоях зависит сопротивление структуры. Прикладывая электрическое поле около 1 В (что создает в тонких слоях магнитного материала напряженность в десятки мегавольт на сантиметр) авторам [1] удавалось вызвать изменение типа анизотропии от легкой плоскости к легкой оси, что приводило к прецессии магнитных моментов и переключению 
элемента за время равное полупериоду прецессии – 0.4 нс. Характерная энергия переключения составляла порядка 10⁴ k_BT (измерения вели при комнатных температурах), что сравнимо с лучшими результатами для полевых транзисторов.

На схожем принципе основано действие устройства, предложенного в [2], однако возбуждение колебаний осуществляется не импульсом ступенчатого электрического напряжения, а гармоническим сигналом с частотой 1-10 ГГц, соответствующей ферромагнитному резонансу, что позволит сэкономить энергию. Правда, пока характерные мощности, поглощаемые устройством, составляют немалые для устройств спинтроники величины ~1 мкВт, но авторы [2] утверждают, что эту величину можно снизить как минимум на два порядка.

В заключение отметим, что на схожем принципе электрически индуцированного изменения магнитной анизотропии ранее предлагалось создать усилитель спиновых волн (см. ПерсТ [3]).

Источник