在《自然通讯》最近发表的一篇文章中，由 CIC nanoGUNE 纳米器件小组研究人员领导的一个国际团队成功实现了基于电压的磁化切换和磁电自旋轨道纳米器件的读取。这项研究证明了这些纳米器件的原理，这些纳米器件是磁电自旋轨道 (MESO) 逻辑的构建模块，为低功耗超越 CMOS 技术开辟了新途径。

已经提出了一种使用磁电材料进行无磁场、基于电压的磁性切换的途径，该磁电材料 在同一相中表现出一种以上的主要铁磁性。在几种可能的组合中，铁电性​​和铁磁性的共存有望允许通过铁电极化与电场的切换来控制磁化强度。在这一类别中，铁酸铋 (BiFeO 3 ) 是研究最多的材料，在室温下表现出反铁磁序和铁电序之间的紧密耦合。

通往多铁性器件的道路漫长而曲折，报道的结果很少。然而，预计此类设备可以将磁化写入能量降低至阿焦耳范围，与最先进的基于电流的设备相比，提高了几个数量级。这种驱动力导致了最近提出的 MESO 逻辑，提出了一种与多铁性材料相邻的基于自旋的纳米器件，其中磁化强度仅通过电压脉冲进行切换，并使用自旋电荷电流转换(SCC)现象进行电读取。

现在，一组研究人员展示了这种设备的实验实现。该团队在 BiFeO 3上制造了 SCC 纳米器件 ，并结合压电响应和磁力显微镜分析了铁磁 CoFe 磁化强度的可逆性，其中 BiFeO 3的极化状态 和 CoFe 的磁化强度在切换时成像。然后研究人员将其关联起来这是通过全电 SCC 实验进行的，其中施加电压脉冲来切换 BiFeO 3，反转 CoFe 的磁化(写入)，并根据磁化方向(读取)测量不同的 SCC 输出电压。

所发表的结果支持室温下纳米器件中基于电压的磁化切换和读取，通过多铁性 BiFeO 3 和铁磁 CoFe 之间的交换耦合(用于写入)以及 CoFe 和 Pt 之间的 SCC(用于读取)来实现。

虽然在开关的可控性和再现性方面还需要进一步的工作，特别是关于 BiFeO 3中的铁电和磁性结构，但这些结果为纳米级磁体磁化电压控制迈出了关键一步，这对于未来的低功率自旋至关重要基于逻辑和存储设备。