[科普中国]-电压调控磁各向异性

磁各向异性是指物质的磁性随方向而变的现象。主要表现为弱磁体的磁化率及铁磁体的磁化曲线随磁化方向而变。铁磁体的磁各向异性尤为突出，是铁磁体的基本磁性之一，表示饱和（或自发）磁化在不同晶体方向时自由能密度不同。磁各向异性来源于磁晶体的各向异性。电压调控磁各向异性是指通过电压来调控物质的磁性随方向而变的现象。

简介多功能、低功耗、微型化、易集成和超快响应已成为电子元器件设计与开发的必然要求。利用新型磁电耦合效应，即通过电场诱导磁有序或者通过磁场改变电极化是实现这一目标的有效途径之一。特别是在超薄磁性材料的界面或表面，利用电荷或晶格在纳米尺度范围内对自旋进行重构，可实现显著的磁性调控。而这一效应在块状磁性材料中是无法实现的。离子液体，作为一种可在界面/表面产生双电层结构在界面出可形成极高电荷浓度（10/cm）的电解液，可对超薄膜表层的电子云密度、能带结构、自旋、轨道等产生极大影响，进而变宏观物性。然而，离子液体磁电耦合效应原位测量及定量表征困难给该领域的进一步带来严峻的挑战。

研究西安交通大学电信学院电子系刘明教授课题组采用电子顺磁共振波谱仪对调控过程进行精确、可控、可重复的原位定量测量。该测量手段是基于铁磁共振原理，即利用磁矩在外磁场作用下进动频率与微波频率一致时的共振吸收现象对磁性变化进行定量表征。该测量方式为静态无损测量，由高Q值的微波谐振腔和用于弱信号检测的锁相放大系统共同作用，具有测量精度高（