基于自旋轨道转矩（SOT）的自旋电子学器件，在存储密度高、写入速度快、能耗低的磁存储和逻辑器件中具有极大应用潜力。前期研究人们主要集中在重金属/铁磁异质结体系，由于该体系自旋相干长度较短，铁磁层的厚度通常为纳米或亚纳米尺度，限制了密度高、热稳定性好的存储单元集成与发展。针对这一问题，山西师范大学许小红教授团队与新加坡国立大学陈景升教授团队、上海交通大学刘亮副教授团队合作，采用脉冲激光沉积和磁控溅射真空互联系统，制备了高质量的La0.67Sr0.33MnO3/Pt 异质结。利用电流调控磁化翻转及磁光克尔测试，在超厚 LSMO (35 nm) 薄膜中实现了室温下自旋轨道矩驱动磁化翻转。通过磁光克尔效应对不同厚度铁磁层内的磁畴翻转过程进行探测，发现超厚 LSMO 薄膜中磁化翻转与薄膜内部畴壁在水平及垂直方向移动有关。
本工作揭示了超厚铁磁薄膜中自旋轨道矩驱动翻转的微观机制，并为超厚膜在自旋电子学器件中的应用提供了指导。相关成果以《Spin-Orbit Torque Switching of Magnetization in Ultra-Thick Ferromagnetic Layers》为题，在国际顶级期刊 Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2403107（SCI一区TOP，影响因子：19）上发表。
图 (a) 磁化翻转器件示意图；(b) 电流驱动磁化翻转测试；(c) 脉冲电流驱动畴壁运动的克尔差分图像。
