利用绝缘变色磁体实现自旋过滤

Kartik Samanta; Ding-Fu Shao; Evgeny Y. Tsymbal

利用绝缘变色磁体实现自旋过滤

材料科学 2024-09-04 v1 介观与纳米尺度物理应用物理

作者: Kartik Samanta , Ding-Fu Shao , Evgeny Y. Tsymbal

摘要

变色磁体(AM)材料因其电子能带中非相对论性动量依赖的自旋分裂而近年来受到广泛关注，这在反铁磁(AFM)自旋器件中可能有用。到目前为止，大多数研究都集中在可用于自旋器件的AM金属上，如AFM隧道结(AFMTJs)。与此同时，AFM绝缘体在AFM自旋器件领域仍鲜有探索。本文提出利用AFM绝缘体(AMIs)作为高效自旋过滤材料。通过分析钛型变色磁体 $MF_2$ ( $M$ = $Fe, Co, Ni$ )的复杂能带结构，我们展示了这些AMIs中的渡越态 exhibit 自旋和动量依赖的衰减率，导致隧道电流呈显著的动量依赖自旋极化。我们采用自旋依赖势垒模型，估算包含两个磁性解耦的 $MF_2$ (001)垫层的自旋滤波隧道结(SF-MTJs)中的TMR效应。我们预测在Fermi能量调谐至靠近价带最大值的情况下，基于AMIs $CoF_2$ 和 $NiF_2$ 的SF-MTJs可实现约150-170%的可观自旋滤波TMR比。我们的结果表明，AMIs为传统铁磁或费米铁磁自旋滤波材料提供了可行的替代方案， potentially 推动下一代AFM自旋器件的发展。

关键词

变色磁体自旋过滤绝缘体材料隧道电流 TMR效应磁性隧道结

引用

@article{arxiv.2409.00195,
  title  = {Spin filtering with insulating altermagnets},
  author = {Kartik Samanta and Ding-Fu Shao and Evgeny Y. Tsymbal},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.00195},
  year   = {2024}
}

备注

7 pages, 5 figures

利用绝缘变色磁体实现自旋过滤

摘要

关键词

引用

备注

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