带通超晶格磁隧道结

自旋电子学领域的重大科学技术进展基于三层磁隧道结器件，其原则上依赖单势垒隧穿物理。尽管已有技术相关器件原型，单势垒隧穿物理对磁隧道结器件的性能施加了终极限制。在此，我们提出一条通向高性能磁隧道结的新路径，即制造光学现象（如减反射和法布里-珀罗共振）的电子类比。我们提出的器件具有减反射增强的超晶格异质结构，夹在磁隧道结结构的固定铁磁层与自由铁磁层之间。我们的预测基于非平衡格林函数自旋输运形式论与Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程的自洽耦合。由于带通超晶格磁隧道结器件中的带通自旋滤波物理，我们展示了与传统三层磁隧道结器件相比，隧穿磁阻（TMR≈5×10^4%）的超高提升以及自旋转移矩开关偏置近92%的抑制。我们通过Slonczewski自旋电流透射谱的分析阐明了改进的自旋转移矩开关。此处提出的原理验证可引领利用超晶格异质结构丰富物理及自旋电子学光学类比的下一代自旋电子器件设计。