无需磁场即可完全翻转手性反铁磁序

手性反铁磁体具有八极矩有序，兼具反铁磁体和铁磁体的优点。尽管已开发出多种开关策略，但无磁场条件下的完全开关一直未能实现，这成为其在存储技术实际应用中的一大障碍。本研究制备了一种同质结，由Mn3Sn(0001)底层和多晶Mn3Sn顶层构成。多晶Mn3Sn中的倾斜Kagomé晶格结构将来自Mn3Sn(0001)层的面外自旋极化分解为Kagomé面外分量和Kagomé面内分量，分别产生对称（反铁磁体型）和不对称（铁磁体型）驱动力。前者加速八极矩旋转，后者则决定开关手性。通过整合反铁磁和铁磁开关优势的非常规方案，实现了无磁场完全开关。这突破了传统完全开关需要垂直单轴各向异性的框架。由于八极矩有序的自旋矩特性带来高效驱动力，以及易面各向异性产生超低能垒，克服了传统方案中的权衡问题，实现了前所未有的开关效率——电流密度和功耗均比以往结构降低一个数量级。这种零磁场开关还具有八极矩可编程手性和对外磁场的鲁棒性等优势。