Ta/Fe/MgO 中磁电效应的巨大应变调控

Dorj Odkhuu

doi:10.1038/srep32742

Ta/Fe/MgO 中磁电效应的巨大应变调控

计算物理 2016-09-14 v2 材料科学

作者: Dorj Odkhuu

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摘要

电场调控磁性因其引人入胜的磁电现象以及在自旋电子学中的技术进步而受到密切关注。在此，我们通过第一性原理电子结构计算，展示了外延应变对过渡金属/铁磁体/MgO (TM/FM/MgO) 异质结构中电压控制垂直磁各向异性 (VPMA) 的巨大影响。通过调节作为 TM/FM/MgO 模型系统的 Ta/Fe/MgO 中的外延应变，我们发现 VPMA 表现出截然不同的行为，从 V 形趋势变为{\Lambda}形趋势，且具有相当大的磁电系数，高达 1000 fJ/Vm 量级。我们进一步揭示，应变下的 VPMA 调制主要由 TM/FM 界面处 Ta 5d-Fe 3d 杂化轨道固有的大自旋轨道耦合主导，尽管 FM/MgO 处的 Fe 3d-O 2p 杂化也在一定程度上决定了 Ta/Fe/MgO 的垂直磁各向异性 (PMA)。这些结果表明，对外延应变的控制能够实现 VPMA 的工程化设计，并为 TM/FM/MgO 实验中发现的 VPMA 和磁电系数的发散行为提供了物理见解。

关键词

磁电效应电压控制垂直磁各向异性外延应变 Ta/Fe/MgO 异质结构第一性原理计算自旋轨道耦合自旋电子学

引用

@article{arxiv.1608.04448,
  title  = {Giant strain control of magnetoelectric effect in Ta/Fe/MgO},
  author = {Dorj Odkhuu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1608.04448},
  year   = {2016}
}

备注

26 pages, 9 figures

Ta/Fe/MgO 中磁电效应的巨大应变调控

摘要

关键词

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