基于自旋-轨道力矩（SOT）效应的自旋电子学器件具有翻转速度快、写入功耗低、读写次数多等优势，因此近年来受到来自科研界和工业界的特别关注。传统的SOT 研究大多依托于由铁磁层和非磁层构成的异质结构，通常需要非常薄的铁磁层来有效地实现电流诱导磁化翻转，这大大降低了材料的热稳定性指标，并且繁冗的结构设计也使得器件结构趋于复杂化。因此，在热稳定性高的单层膜体系中通过 SOT实现对其本身磁化状态的调控成为了有望解决该问题的技术方案。

新型磁性功能材料及应用研究室王守国教授利用超高真空分子束外延技术，通过精确调控Cr元素掺杂的方式，制备了具有单晶外延结构的FeCrPt磁性薄膜。该体系在确保形成L10有序结构的前提下，可沿[110]晶轴方向产生一个巨大的交换耦合场，由此打破对称性，从而使得L10-FeCrPt单铁磁层在不依赖外场的条件下实现基于SOT效应的电流驱动垂直磁矩翻转。此外，该工作通过引入磁阻挫模型并结合第一性原理计算，对相关物理机制予以清晰地阐明。

相关研究成果以“Field-Free Magnetization Switching Driven by Spin–Orbit Torque in L10-FeCrPt Single Layer”为题发表在国际权威学术期刊《Advanced Functional Materials》上。该工作为实现单铁磁层的无场电流驱动磁矩翻转提供了一种新颖的技术方案，为有效解决以单铁磁层为核心构型的新型SOT器件在集成化方面的难题提供了可能。