实现无场磁化翻转一直是自旋电子器件实现应用的关键问题之一。无场磁化翻转可以在不需要外部磁场的情况下实现磁性层的磁化翻转，从而降低能耗，提高器件的能效比、稳定性和可靠性，以及简化器件的制造工艺和降低成本。因此，实现无场磁化翻转对于推动自旋电子器件的发展具有重要的意义。

深圳技术大学新材料与新能源学院安红雨教授团队通过在楔形衬底上制备亚铁磁绝缘薄膜，在保持亚铁磁绝缘薄膜的垂直磁各向异性的同时，实现了全尺度的磁化翻转，为自旋电子器件的性能提升提供了新的途径。此前，由于亚铁磁绝缘薄膜的磁化翻转需要外部磁场的辅助，限制了其在实际应用中的发展。通过楔形衬底引入倾斜垂直磁各向异性的方法，成功地实现了无场磁化翻转，为亚铁磁绝缘体在自旋电子器件中的广泛应用提供了新的可能性。

此项研究成果对超低能耗自旋电子器件的研发具有一定的指导意义，使得无场磁化翻转技术有望广泛应用于各类自旋电子器件中，推动自旋电子学领域的快速发展。

该研究成果以Field-free magnetization switching with full scale in Pt/Tm₃Fe₅O₁₂ bilayer on vicinal substrate（在楔形衬底上的Pt/Tm₃Fe₅O₁₂双层薄膜中实现全尺度无场磁化翻转）为题发表在国际学术期刊Applied Physics Express上。硕士研究生李天绘为该论文的第一作者，深圳技术大学新材料与新能源学院安红雨教授为论文通讯作者，杨卉副研究员和中国科学院沈阳金属研究所赵晓天研究员为共同通讯作者。本工作得到国家自然科学基金项目、广东省教育厅重点项目以及深圳技术大学产学研项目的资助与支持。

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1882-0786/ad2d74

图1. （a）平面衬底与（b）楔形衬底的电流驱动磁化翻转曲线，（c）平面衬底与（d）楔形衬底的磁滞回线，（e）楔形衬底上TmIG/Pt异质结示意图。