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研究動態
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低維量子體系輸運與統計團隊在范德瓦爾斯型磁性隧道結等研究領域取得進展
發布時間:2019-08-16

2019年8月财富彩票手机客户端,華中科技大學物理學院低維量子體系輸運與統計團隊在Nano Letters上發表了題為《Spin-dependent transport in van der Waals magnetic tunnel junctions with Fe3GeTe2electrodes》的理論研究論文。團隊成員張佳副教授為該論文的通訊作者,我院17級碩士研究生李新錄為論文第一作者财富彩票手机客户端,團隊負責人呂京濤教授、光電學院游龍教授,以及美國內布拉斯加林肯大學的E.Y.Tsymbal教授參與了這項工作。

近年來,一系列范德瓦爾斯磁材料如Fe3GeTe2、Cr2Ge2Te6财富彩票手机客户端、VSe2和CrI3等相繼被發現。利用磁性范德瓦爾斯材料的新穎物理性質,可制備不同的異質結結構,并應用于磁性隧道結等自旋電子學核心結構中。典型的磁性隧道結為鐵磁金屬/絕緣體/鐵磁金屬的三明治結構,當兩鐵磁性金屬的磁矩互為平行或反平行排列時,隧道結隧穿電阻表現為高、低阻態。電阻態的相對變化比值定義為磁電阻效應。具有高隧穿磁電阻效應的磁性隧道結可應用于例如磁性隨機存儲器(MRAM)、高密度硬盤讀頭、磁性傳感器等一系列重要自旋電子學器件中。最近一系列實驗研究發現财富彩票手机客户端,范德瓦爾斯型磁性隧道結具有較高的隧穿磁電阻效應,但其中的自旋相關輸運機理尚不清楚财富彩票手机客户端。

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圖1:(左)范德瓦爾斯磁性隧道結的結構和磁電阻效應示意圖;(右)隧道結中的電子隧穿幾率在二維布里淵區的分布财富彩票手机客户端。

該研究團隊首先利用第一性原理計算研究了Fe3GeTe2/石墨烯/Fe3GeTe2和Fe3GeTe2/六角氮化硼/Fe3GeTe2兩種磁性隧道結的自旋相關輸運性質,發現這兩類范德瓦爾斯磁性隧道結均具有較高的隧穿磁電阻效應,其磁電阻大小主要取決于電極的自旋極化,與中間勢壘層以及界面態無顯著依賴關系。此外,他們還利用理論模型分析了原子層間的相對滑移、Fe3GeTe2電極的相對旋轉等范德瓦爾斯異質結的結構缺陷對該類磁性隧道結自旋相關輸運性質的影響。該項研究成果,對深入理解范德瓦爾斯磁性材料的自旋相關輸運性質具有一定的理論參考價值和指導意義。論文鏈接:DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01506

除開展范德瓦爾斯型磁性材料的研究外,近兩年來,張佳副教授還在反鐵磁自旋電子學研究領域與清華大學材料學院宋成教授課題組開展密切合作财富彩票手机客户端,參與了一系列重要的實驗研究工作,在Nature Materials, Phys. Rev. Lett, Nature. Commun.,Phys. Rev. Applied等期刊發表合作論文六篇。

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