Управление состояниями наночастицы антиферромагнетик—пьезоэлектрик с помощью магнитного и электрического полей

Abstract

Антиферромагнитные (АФМ) материалы находят применение в устройствах спинтроники в роли «подмагничивающих» прослоек для ферромагнетиков, в том числе в элементах магнитной памяти. В данной работе мы рассматриваем наночастицу, которая представляет собой многослойную структуру – синтетический мультиферроик, содержащий пьезоэлектрический и АФМ-слои, в качестве потенциального носителя информации. Хранение информации соответствует определённой ориентации АФМ-вектора в наночастице. Мы анализируем возможные способы переключения состояния такой частицы с помощью магнитного поля и предлагаем метод упрощения процесса переориентации АФМ-вектора, используя для управления состоянием образца не только магнитное, но также и электрическое поле.

Антиферомагнетні (АФМ) матеріяли застосовуються в пристроях спінтроніки в ролі прошарків для «підмагнетовування» феромагнетиків, у тому числі в елементах магнетної пам’яті. В даній роботі ми розглядаємо наночастинку, яка є багатошаровою структурою – синтетичним мультифероїком, що містить п’єзоелектричний і АФМ-прошарки, в якості потенційного носія інформації. Зберігання інформації відповідає певній орієнтації АФМ-вектора в наночастинці. Ми аналізуємо можливі способи перемикання стану такої частинки за допомогою магнетного поля і пропонуємо методу спрощення процесу переорієнтації АФМ-вектора, використовуючи для управління станом зразка не лише магнетне, а й електричне поле.

Antiferromagnetic (AFM) materials are used along with ferromagnetic materials in spintronic devices, e.g., in magnetic memory elements. In a given paper, we consider a multilayered nanoparticle–a synthetic multiferroic, which includes piezoelectric and AFM layers, as a potential information-recording medium. Storage of information corresponds to a particular orientation of the AFM vector in a nanoparticle. We analyse the possible ways to switch the state of such particle using a magnetic field and propose a method for simplifying the process of the AFM-vector reorientation, manipulating the state of the sample not only with the magnetic field, but also with the electric one.