最近，自旋电子学研究所的黄启坤博士和颜世申教授等人在利用轻金属氧化物界面的轨道矩诱导磁化翻转方面取得重要进展，研究成果以“Current-Induced Magnetization Switching in Light-Metal-Oxide/Ferromagnetic-Metal Bilayers via Orbital Rashba Effect”为题发表在《Nano Letters》上。
利用电流诱导磁化方向翻转是目前自旋电子学的研究前沿和热点，其中轻金属氧化物界面的轨道矩被视为未来磁存储技术中低功耗写入信息的有力竞争者之一。与传统的自旋轨道矩相比，用轨道矩翻转磁化方向的技术与轨道杂化及轨道角动量转移有关，不需要稀有贵金属或者其它强自旋轨道耦合材料，这样不仅扩展了工作层的材料选择，也降低了器件成本。虽然最近的理论预言轻金属氧化物具有与重金属类似的磁化翻转效率，但是实验上还没有直接利用轻金属氧化物界面轨道矩驱动磁矩翻转的证据。
在上述背景下，自旋电子学研究所的黄启坤博士和颜世申教授等人在具有面内磁各向异性的CoFeB/CuOx双层膜结构中，通过单向磁电阻和磁光克尔效应的测量，证明了CoFeB磁性层在没有外部磁场辅助的情况下，可由CuOx界面的轨道矩直接诱导面内的磁矩翻转。研究还证实了该结构中轨道矩的产生效率和临界翻转电流密度与重金属Pt和Ta自旋轨道矩体系（Pt/CoFeB，Ta/CoFeB）相当。
研究成果以“Current-Induced Magnetization Switching in Light-Metal-Oxide/Ferromagnetic-Metal Bilayers via Orbital Rashba Effect”为题发表在《Nano Letters》上。自旋电子学研究所的青年教师黄启坤为论文第一作者，颜世申教授为通讯作者，合作者还有博士生解镕寰、刘森淼，硕士生杨天祥，蔡立博士，曹强副教授，吕伟明教授，以及山东大学物理学院的田玉峰教授和柏利慧教授。济南大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位。
该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和“111计划”项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03972
