电场诱导石墨烯铁磁体中电阻的极大变化

此前已在锰氧化物钙钛矿和狄拉克材料中分别探索了 colossal magnetoresistance ($\sim 100\times10^3\%$) 和 extremely large magnetoresistance ($\sim 1\times10^6\%$)。然而，对极强磁场（及极低温）的要求使其不适用于实际器件。在本工作中，我们提出了一种能在零磁场和高温下产生甚至更大电阻变化的器件。该器件由位于两条钇铁石榴石 (YIG) 条带下的石墨烯组成，其中施加两个栅极电压以抵消 YIG 诱导的半金属铁磁体中的重电荷掺杂。通过使用 Landauer-B\"{u}ttiker 形式体系进行计算，我们证明当在自由铁磁体上施加适当的栅极电压时，在液氦（液氮）温度和零磁场下可实现高达 $305\times10^6\%$ ($16\times10^3\%$) 的电阻变化。我们将这种显著效应归因于栅极诱导的自由铁磁体中的全极化反转，这导致了器件中的金属态到绝缘态转变。我们还发现，所提出的效应可以在使用其他磁性绝缘体（如 EuO 和 EuS）的器件中实现。我们的工作应有助于开发节能且与 CMOS 技术兼容的实际开关器件。