范德瓦耳斯隧道结中全电学斯格明子探测的提案

Dongzhe Li; Soumyajyoti Haldar; Stefan Heinze

doi:10.1021/acs.nanolett.3c04238

范德瓦耳斯隧道结中全电学斯格明子探测的提案

材料科学 2024-02-15 v3 介观与纳米尺度物理

作者: Dongzhe Li , Soumyajyoti Haldar , Stefan Heinze

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摘要

原子级薄范德瓦耳斯（vdW）材料中磁性斯格明子的主要挑战在于可靠的斯格明子探测。在此，基于严格的第一性原理计算，我们表明在二维vdW磁体中通过扫描隧道显微镜（STM）和平面隧道结实现全电学斯格明子探测是可行的。我们在平面结中采用非平衡格林函数方法进行量子输运计算，包含由电极和工作条件引起的自能，超越了标准的Tersoff-Hamann近似。我们获得了基于石墨/Fe $_3$ GeTe $_2$ /锗烯/石墨的vdW隧道结在费米能附近非常大的隧穿各向异性磁电阻（TAMR）。对于原子尺度斯格明子，非共线磁电阻（NCMR）达到巨大值。我们将NCMR的起源归因于表面原子处具有 $p_z$ 和 $d_{z^2}$ 特征的自旋向上与自旋向下态之间的自旋混合。由于界面处的轨道对称性匹配，TAMR和NCMR在平面隧道结中相比STM构型均大幅增强。

关键词

磁性斯格明子范德瓦耳斯材料隧道结隧穿各向异性磁电阻非平衡格林函数第一性原理计算

引用

@article{arxiv.2309.03828,
  title  = {Proposal for all-electrical skyrmion detection in van der Waals tunnel junctions},
  author = {Dongzhe Li and Soumyajyoti Haldar and Stefan Heinze},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.03828},
  year   = {2024}
}

备注

5 figures

范德瓦耳斯隧道结中全电学斯格明子探测的提案

摘要

关键词

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