非共线反铁磁体的近乎完美自旋极化
材料科学
2024-12-02 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
具有高自旋极化的铁磁体已知对自旋电子学——一个利用信息技术中自旋自由度的研究领域——颇具价值。近来,由于其对抗磁扰动的稳定性、无杂散场以及超快动力学,反铁磁体已成为自旋电子学中有前景的替代材料。然而,对于反铁磁体,自旋极化的概念及其与实测电响应的相关性由于名义上为零的净磁化而难以捉摸。在此,我们定义了一种有效的动量依赖自旋极化,并揭示了众多非共线反铁磁体的一个意外性质:在费米面广阔区域展现出近乎 100% 的自旋极化。该性质导致反铁磁隧道结(AFMTJ)中出现非凡隧穿磁阻(ETMR)效应。作为一个代表性例子,我们预测非共线反铁磁体 MnGaN 展现出近乎 100% 自旋极化态,可高效隧穿穿过钙钛矿氧化物 SrTiO 的低衰减率倏逝态,产生高达 % 的 ETMR。我们的结果揭示了具有非共线自旋织构的材料体系的隐藏功能,并为自旋电子学开辟了新视角。
引用
@article{arxiv.2306.03026,
title = {Nearly perfect spin polarization of noncollinear antiferromagnets},
author = {Gautam Gurung and Mohamed Elekhtiar and Qing-Qing Luo Ding-Fu Shao and Evgeny Y. Tsymbal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.03026},
year = {2024}
}