范德瓦耳斯铁磁体/半导体结中的大且可调的磁电阻
材料科学
2023-09-06 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
摘要
以传统块体铁磁体被非磁性绝缘层隔开构成的磁性隧道结（MTJ）是自旋电子学中用于磁传感器和存储器的关键基石。在MTJ中使用原子级薄的范德瓦耳斯（vdW）材料的全新方法有望提升其品质因数——隧穿磁电阻（TMR），同时放宽外延生长对晶格匹配的要求，并支持具有原子级锐利界面的异质材料的高质量集成。我们报道了在全vdW Fe3GeTe2/GaSe/Fe3GeTe2 MTJ中10 K下高达192%的TMR。值得注意的是，这一大TMR并非使用通常的绝缘间隔层，而是利用vdW半导体GaSe实现的。将二维铁磁体集成到基于半导体的vdW结中带来了栅极可调性、偏置依赖性、磁邻近效应以及自旋依赖的光学选择定则。我们证明，不仅TMR的大小，而且其符号都可被外加偏置或半导体厚度调控，从而实现对vdW半导体中高自旋极化载流子的调制。
引用
@article{arxiv.2303.11596,
title = {Large and tunable magnetoresistance in van der Waals Ferromagnet/Semiconductor junctions},
author = {Wenkai Zhu and Yingmei Zhu and Tong Zhou and Xianpeng Zhang and Hailong Lin and Qirui Cui and Faguang Yan and Ziao Wang and Yongcheng Deng and Hongxin Yang and Lixia Zhao and Igor Žutić and Kirill D. Belashchenko and Kaiyou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11596},
year = {2023}
}