GeTe 中自旋-电荷转换的室温铁电开关
材料科学
2021-10-26 v1
摘要
自 1990 年代诞生以来，半导体自旋电子学一直苦于与作为自旋源的铁磁体兼容性差。尽管某些半导体的反演对称性破缺可另辟蹊径实现自旋-电荷互转换，但其由电场控制是非易失的。铁电 Rashba 半导体是一类颇具吸引力的材料，它统一了半导体性、强自旋轨道耦合以及由铁电性赋予的非易失性。然而，其在自旋电子学中的潜力鲜有探索。在此，我们展示了外延 GeTe 薄膜中室温下的非易失性铁电控制自旋-电荷转换。我们表明，尽管 GeTe 载流子密度高，仍可通过电学门控实现铁电翻转。我们揭示出一种与 Pt 中同样有效的自旋-电荷转换，但其符号由铁电极化方向控制。理论与实验数据的比较表明，自旋霍尔效应在可切换转换中起主要作用。这些结果开辟了一条通向将基于自旋的逻辑与存储集成于硅兼容材料中的器件之路。
引用
@article{arxiv.2103.07646,
title = {Room-temperature ferroelectric switching of spin-to-charge conversion in GeTe},
author = {Sara Varotto and Luca Nessi and Stefano Cecchi and Jagoda Sławińska and Paul Noël and Simone Petrò and Federico Fagiani and Alessandro Novati and Matteo Cantoni and Daniela Petti and Edoardo Albisetti and Marcio Costa and Raffaella Calarco and Marco Buongiorno Nardelli and Manuel Bibes and Silvia Picozzi and Jean-Philippe Attané and Laurent Vila and Riccardo Bertacco and Christian Rinaldi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07646},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 4 figures