We report ultra-low voltage controlled magnetic properties in an amorphous MgO (a-MgO) thin film. The intrinsic magnetization of MgO can be decreased by about 57.5% by the application of a positive bias voltage while increased by about 56.7% by a negative bias, at an ultralow voltage of just 0.2 V. More interestingly, this ultralow voltage also induces a strong magnetic anisotropy in the a-MgO film. Further analysis indicates that the migration of O2− ions under an electric field results in a change in the Mg/O ratio and the redistribution of Mg vacancies, thus leading to the change in the magnetic properties of the film. The control of room temperature magnetic properties at ultralow voltages may find applications in multifunctional memory and ultralow-power consumption spintronics.We report ultra-low voltage controlled magnetic properties in an amorphous MgO (a-MgO) thin film. The intrinsic magnetization of MgO can be decreased by about 57.5% by the application of a positive bias voltage while increased by about 56.7% by a negative bias, at an ultralow voltage of just 0.2 V. More interestingly, this ultralow voltage also induces a strong magnetic anisotropy in the a-MgO film. Further analysis indicates that the migration of O2− ions under an electric field results in a change in the Mg/O ratio and the redistribution of Mg vacancies, thus leading to the change in the magnetic properties of the film. The control of room temperature magnetic properties at ultralow voltages may find applications in multifunctional memory and ultralow-power consumption spintronics.

中文翻译：

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非晶氧化镁磁性能的超低电压控制

我们报告了非晶 MgO (a-MgO) 薄膜中的超低电压控制磁性能。在 0.2 V 的超低电压下，施加正偏压可以使 MgO 的固有磁化强度降低约 57.5%，而通过负偏压增加约 56.7%。更有趣的是，这种超低电压还引起了强烈的a-MgO 薄膜中的磁各向异性。进一步分析表明，O2-离子在电场作用下的迁移导致Mg/O比的变化和Mg空位的重新分布，从而导致薄膜磁性能的变化。在超低电压下控制室温磁特性可能会在多功能存储器和超低功耗自旋电子学中找到应用。我们报告了非晶 MgO (a-MgO) 薄膜中的超低电压控制磁性能。在 0.2 V 的超低电压下，施加正偏压可以使 MgO 的固有磁化强度降低约 57.5%，而通过负偏压增加约 56.7%。更有趣的是，这种超低电压还引起了强烈的a-MgO 薄膜中的磁各向异性。进一步分析表明，O2-离子在电场作用下的迁移导致Mg/O比的变化和Mg空位的重新分布，从而导致薄膜磁性能的变化。在超低电压下控制室温磁特性可能会在多功能存储器和超低功耗自旋电子学中找到应用。在 0.2 V 的超低电压下，施加正偏压可以使 MgO 的固有磁化强度降低约 57.5%，而通过负偏压增加约 56.7%。更有趣的是，这种超低电压还引起了强烈的a-MgO 薄膜中的磁各向异性。进一步分析表明，O2-离子在电场作用下的迁移导致Mg/O比的变化和Mg空位的重新分布，从而导致薄膜磁性能的变化。在超低电压下控制室温磁特性可能会在多功能存储器和超低功耗自旋电子学中找到应用。在 0.2 V 的超低电压下，施加正偏压可以使 MgO 的固有磁化强度降低约 57.5%，而通过负偏压增加约 56.7%。更有趣的是，这种超低电压还引起了强烈的a-MgO 薄膜中的磁各向异性。进一步分析表明，O2-离子在电场作用下的迁移导致Mg/O比的变化和Mg空位的重新分布，从而导致薄膜磁性能的变化。在超低电压下控制室温磁特性可能会在多功能存储器和超低功耗自旋电子学中找到应用。2 V。更有趣的是，这种超低电压还在 a-MgO 膜中感应出强烈的磁各向异性。进一步分析表明，O2-离子在电场作用下的迁移导致Mg/O比的变化和Mg空位的重新分布，从而导致薄膜磁性能的变化。在超低电压下控制室温磁特性可能会在多功能存储器和超低功耗自旋电子学中找到应用。2 V。更有趣的是，这种超低电压还在 a-MgO 膜中感应出强烈的磁各向异性。进一步分析表明，O2-离子在电场作用下的迁移导致Mg/O比的变化和Mg空位的重新分布，从而导致薄膜磁性能的变化。在超低电压下控制室温磁特性可能会在多功能存储器和超低功耗自旋电子学中找到应用。