就像蝴蝶翅膀的扇动一样，有时微小的变化会给我们的生活带来意想不到的巨大变化。浦项科技大学 (POSTECH) 的研究人员通过一个非常小的变化开发出一种名为“自旋轨道扭矩 (SOT)”的材料，这是下一代 DRAM 内存的热门话题。
该研究团队由物理系 Daesu Lee 教授和博士生 Yongjoo Jo 以及浦项科技大学材料科学与工程系 Si-Young Choi 教授领导，通过对复合氧化物进行原子级控制，实现了高效的无场 SOT 磁化切换。他们的研究成果发表在《纳米快报》上。
SOT 源于电子自旋(磁性)和运动(电性)之间的相互作用。该现象通过电流流动时自旋的运动来控制磁状态。通过利用磁信息代替电信息，可以降低存储器功耗，这对于即使断电也能保留信息的非挥发性存储器来说非常有利。
研究人员一直在积极探索包括半导体和金属在内的各种材料，以用于这些应用。尤其是，人们对发现同时表现出磁性和“自旋霍尔效应”的材料有着浓厚的兴趣。
通过 SOT 实现磁化高效切换的研究备受关注。然而，仍然存在一个挑战：单层内产生的反向自旋电流往往会相互抵消。
在这项研究中，浦项科技大学的 Daesu Lee 教授和 Si-Young Choi 教授通过系统地修改材料看似微不足道的结构解决了这个问题。钌酸锶 (SrRuO 3 ) 是一种复合氧化物，以表现出磁性和自旋霍尔效应而闻名，已广泛应用于 SOT 研究。
研究团队通过精细调整上下表面层的原子晶格结构，合成了具有非对称自旋霍尔效应的SrRuO 3。通过精心设计的非对称表面结构，他们能够控制自旋霍尔效应的不平衡，从而将磁化控制在特定方向上。
基于此方法，该团队成功实现了无需磁场的高效磁化切换。通过将 SOT 整合到基于 SrRuO 3的设备中，他们可以仅使用电流来重新调整磁畴，从而写入和读取数据。
与迄今为止已知的任何单层无场系统相比，最终的存储设备表现出最高的效率(高出 2 至 130 倍)和最低的功耗(低 2 至 30 倍)。这种磁化切换是在没有磁场的情况下完成的，同时保留了之前研究中使用的SrRuO 3的常规特性。
浦项科技大学的 Daesu Lee 教授表示：“该团队合成的非对称 SrRuO 3是研究铁磁性与自旋霍尔效应相互作用的重要平台。”他补充道：“我们期待进一步研究，以发现新的 SOT 机制并开发高效的室温单相 SOT 材料。”