近日，理学院物理系吕伟明研究员团队在双极性巨磁电阻材料研究方面取得重要进展，相关成果以“电场驱动的锰氧化物双极铁磁性”为题发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上（Nature Comm. 9, 1897, 2018）。调控材料载流子类型和铁磁自旋耦合是信息技术领域的重要课题。在磁电阻材料中，载流子类型和浓度往往决定了磁交换作用类型，是自旋电子学的核心问题。实现磁性材料载流子在电子、空穴双极性之间自由转换，对于理解强关联电子体系中诸多自旋基本物理问题大有裨益。

该论文提出通过改变离子液体场效应门电压的极性，实现了外延LaMnO3单晶薄膜电子、空穴载流子类型的双极性调控。研究同时发现，电子和空穴掺杂类型均具有巨磁电阻效应，但空穴、电子对于薄膜中磁电阻效应的诱导具有不对称性。理论模拟表明这一不对称性来源于电子和空穴对Mn-O面垂直方向交换作用截然不同的影响。这一工作对双极性自旋电子学器件、双通道场效应自旋滤波及场效应自旋阀都有重要借鉴作用。

该论文研究受到国家自然科学基金、哈工大海外人才引进、理学院创新基金项目的资助。