$\mathrm{Mn_{3}Sn}/\mathrm{MgO}/\mathrm{Mn_{3}Sn}$ 反铁磁隧道结磁阻效应的第一性原理研究

Katsuhiro Tanaka; Yuta Toga; Susumu Minami; Satoru Nakatsuji; Takuya Nomoto; Takashi Koretsune; Ryotaro Arita

$\mathrm{Mn_{3}Sn}/\mathrm{MgO}/\mathrm{Mn_{3}Sn}$ 反铁磁隧道结磁阻效应的第一性原理研究

介观与纳米尺度物理 2025-09-29 v1 材料科学

作者: Katsuhiro Tanaka , Yuta Toga , Susumu Minami , Satoru Nakatsuji , Takuya Nomoto , Takashi Koretsune , Ryotaro Arita

摘要

具有时间反演对称性破缺磁结构的反铁磁体在动量空间中具有有限的自旋劈裂，即使对于净自旋极化为零的磁体，也可能有助于实现有限的隧道磁阻（TMR）效应。本文中，我们研究了非共线反铁磁体 $\mathrm{Mn_{3}Sn}$ 的 TMR 效应，其反 $120^{\circ}$ 反铁磁序破坏了时间反演对称性。具体而言，我们采用具有代表性的势垒材料 $\mathrm{MgO}$ 作为隧道绝缘体，并计算了 $\mathrm{Mn_{3}Sn}(01\bar{1}0)/\mathrm{MgO}(110)/\mathrm{Mn_{3}Sn}$ 磁性隧道结（MTJ）中的 TMR 效应，该结构具有用于自旋轨道矩切换磁构型的最优几何结构。我们证明，在 $\mathrm{Mn_{3}Sn}/\mathrm{MgO}/\mathrm{Mn_{3}Sn}$ MTJ 中出现了可达 $\gtrsim 1000\%$ 的有限 TMR 比，这归因于 $\mathrm{Mn_{3}Sn}$ 在动量空间中的自旋劈裂特性与 $\mathrm{MgO}$ 的屏蔽效应的结合。

关键词

隧道磁阻反铁磁隧道结第一性原理 Mn3Sn 自旋劈裂时间反演对称性

引用

@article{arxiv.2509.21877,
  title  = {Ab initio study of magnetoresistance effect in $\mathrm{Mn_{3}Sn}/\mathrm{MgO}/\mathrm{Mn_{3}Sn}$ antiferromagnetic tunnel junction},
  author = {Katsuhiro Tanaka and Yuta Toga and Susumu Minami and Satoru Nakatsuji and Takuya Nomoto and Takashi Koretsune and Ryotaro Arita},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.21877},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 8 figures

$\mathrm{Mn_{3}Sn}/\mathrm{MgO}/\mathrm{Mn_{3}Sn}$ 反铁磁隧道结磁阻效应的第一性原理研究

摘要

关键词

引用

备注

相关论文