E -tunable magnetic susceptibility and reversible magnetization switching in YIG/Pt/PMN-PZT/Pt heterostructure by low electric and magnetic fields

Autor: Philippe Pernod, Liuyang Han, Genshui Wang, Freddy Ponchel, Tuami Lasri, Denis Remiens, Nicolas Tiercelin
Přispěvatelé: Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Matériaux et Acoustiques pour MIcro et NAno systèmes intégrés - IEMN (MAMINA - IEMN), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Département Opto-Acousto-Électronique - UMR 8520 (IEMN-DOAE), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Microtechnology and Instrumentation for Thermal and Electromagnetic Characterization - IEMN (MITEC - IEMN), Laboratoire International associé sur les phénomènes Critiques et Supercritiques en électronique fonctionnelle, acoustique et fluidique (LIA LICS/LEMAC), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN (AIMAN-FILMS - IEMN), State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure [Shanghai Institute of Ceramics], Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS)-Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS), ACKNOWLEDGMENTSThis work is financially supported by the Ph.D. contract of Université Polytechnique Hauts-de-France, the International PartnershipProgram of Chinese Academy of Sciences (Grant No. GJHZ1821), and the Chinese Academy of Sciences President’s InternationalFellowship Initiative (Grant No. 2017VEA0002)., Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France), Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN (AIMAN-FILMS-IEMN), Chinese Academy of Science (CAS)-Chinese Academy of Science (CAS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Journal of Applied Physics
Journal of Applied Physics, 2019, 126 (16), pp.164104. ⟨10.1063/1.5114868⟩
Journal of Applied Physics, American Institute of Physics, 2019, 126 (16), pp.164104. ⟨10.1063/1.5114868⟩
ISSN: 0021-8979
1089-7550
Popis: International audience; The electric field (E) controlled magnetism in the multiferroic heterostructure comprising polycrystalline yttrium iron garnet (YIG) film, Pt electrodes, and lead magnesium niobate-lead zirconate titanate (PMN-PZT) ceramic is presented in this work. The electric-field-dependent magnetization and susceptibility of YIG film reveal the strain-mediated transformation of magnetocrystalline anisotropy. A strong converse magnetoelectric (CME) effect has been observed in the YIG/Pt/PMN-PZT/Pt heterostructure, and the CME coefficient can reach 17 × 10 −8 s/m at 0 Oe and 4.2 kV/cm. The reversible magnetization switching by means of a low voltage pulse (±4.6 kV/cm) can be realized at 0 Oe in the YIG/Pt/PMN-PZT/Pt heterostructure, and the E-tunable susceptibility can reach Δχ/χ0+ = 55.5% at 20 Oe and 4 kV/cm. These results show great potential in power-efficient magnetoelectric components for information storage and tunable devices.
Databáze: OpenAIRE
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