近年来，磁存储技术在信息技术领域的重要性日益凸显。然而，传统基于铁磁/重金属体系的自旋轨道矩（Spin-Orbit Torque, SOT）技术虽然展现了提升磁存储效率的潜力，但依然面临诸多瓶颈。诸如金属层的短路效应、反阻尼切换所需对称性破缺、界面缺陷导致的自旋散射，以及对外部磁场的敏感性等，均限制了现有存储器性能的进一步提升。如何克服这些固有的物理限制，成为磁存储技术迈向更高效能的重要科学问题。
针对上述挑战，研究人员提出了一种全新的范德华自旋轨道矩反铁磁存储器。这一存储器通过结合两种性能优异的范德华材料——反铁磁 LaBr₂ 和外尔半金属 WTe₂，成功解决了传统存储技术的诸多痛点。双层LaBr₂ 是一种具有垂直磁各向异性的层间反铁磁材料，其抗磁场干扰能力显著，而 WTe₂ 作为单层 Td 相外尔半金属，因其反演对称性破缺，具有极高的自旋轨道耦合特性。通过将两种材料相结合，研究团队设计了一种无需外部磁场即可高效工作的范德华异质结存储器，从而突破了传统设计的局限。
研究人员通过密度泛函理论、非平衡格林函数方法以及宏观自旋模拟分析了该存储器的物理机制和工作特性。结果表明，该器件所需的临界电流密度仅为 10 MA/cm²；其磁化切换时间快达 250 皮秒，相较于传统存储器的功耗显著降低。此外，该存储器的隧穿磁阻比高达 4250%，这意味着其数据读取的准确性极高，同时读取错误率显著降低。上述结果表明，这种新型存储器在写入和读取性能上均表现出优异特性。
这种卓越性能的实现得益于范德华材料的独特物理性质。LaBr₂ 在绝缘相中表现出强烈的局域库仑相互作用，在磁性相中则展现出强大的非局域库仑作用，这种多相特性为磁化切换提供了动力学支持。而单层 WTe₂ 中显著的 z 方向非零极化，则为高效的自旋轨道耦合提供了关键驱动。两者之间的邻近效应进一步增强了器件的性能，尤其在低功耗和高速切换方面表现突出。
这一研究的意义不仅局限于对传统存储技术瓶颈的突破，还为未来高效、低功耗存储器的开发提供了新思路。无需外部磁场的无场切换设计，大幅降低了能量消耗；超高速的磁化切换能力，则为高性能计算技术提供了技术基础；而高隧穿磁阻比则确保了数据读取的高可靠性和低错误率。这些特性使得范德华自旋轨道矩存储器在高密度非易失性存储、量子信息处理和自旋电子学领域展现出广阔的应用前景。
该研究工作不仅展示了范德华材料的广阔潜力，也为下一代计算和存储技术的创新提供了重要借鉴。未来，随着信息技术对存储速度和能耗要求的不断提升、该技术的进一步优化和推广，该方向具备成为存储器设计领域新范式的潜力，为信息技术的快速发展注入新的动力。
