广泛分子自旋电子学器件的蒙特卡罗研究
介观与纳米尺度物理
2019-12-04 v1
摘要
分子自旋电子学器件 (MSD) 是实现量子计算和革新计算机逻辑与存储器极具前景的候选者。先进的 MSD 需要在两个铁磁 (FM) 电极之间放置磁性分子。最近的实验研究表明，某些磁性分子在两个 FM 电极之间产生了前所未有的强交换耦合，导致 MSD 中出现引人入胜的磁性和输运性质。MSD 的未来发展将关键取决于对分子诱导的交换耦合及其对可切换性、功能温度范围和稳定性的影响获得深入理解。然而，MSD 系统的大尺寸和脆弱的器件制备方案继续限制了对 MSD 中分子产生的磁性属性的理论和实验研究。本文通过执行蒙特卡罗模拟 (MCS) 对 MSD 进行了理论研究。我们的 MCS 涵盖了通过在磁性分子和 FM 电极之间建立不同类型的磁相互作用所能实现的全部 MSD 范围。我们的 MSD 由二维 Ising 模型表示。我们研究了广泛范围内的分子-FM 电极耦合对 MSD 基本性质的影响。这一广泛范围涵盖了 分子与两个 FM 电极均具有铁磁耦合， 分子与两个 FM 电极均具有反铁磁耦合，以及 分子与一个电极具有铁磁耦合且与另一个 FM 电极具有反铁磁耦合。我们的 MCS 将有助于对利用各种分子和 FM 电极的广泛新型 MSD 的基本理解和设计；这些研究也将有益于采用纳米簇和量子点作为器件元素的基于纳米材料的自旋电子学器件。
引用
@article{arxiv.1401.3422,
title = {Monte Carlo Study of a wide range of Molecular Spintronics Devices},
author = {Pawan Tyagi and Christopher D Angelo and Collin Baker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.3422},
year = {2019}
}