反磁性隧道结中的自旋翻转驱动的界面隧道磁阻
介观与纳米尺度物理
2025-12-04 v1 应用物理
摘要
将二维 (2D) 材料应用于磁性隧道结 (MTJ) 已显示出卓越的性能和丰富的物理特性。对于 2D 反磁性体，来自不同层的磁矩异步响应，并可在不同磁场下配置于各种状态，显示出高效磁场和电调控的可能性。本报告中，A 型反磁性 (AFM) 材料 (Fe0.5Co0.5)5GeTe2 (FCGT) 用作电极实现完全的层面垂直磁性隧道结。由于界面效应，即使是零净磁化的单层 FCGT，也在 MTJ 结构中表现出自旋选择性，导致隧道磁阻 (TMR) 在 100 K 时达约 25%，且在低运行电流 1 nA 下持续存在，贴近室温。由于 FCGT 中表面自旋翻转 (SSF) 效应，实现了挥发性和非挥发性存储行为之间的灵活切换。界面 TMR 可在不同的偏置电流和温度下高效地调节幅值甚至符号。这些发现表明，基于 2D 反磁性体的 MTJ 实现了精确的磁电操控，凸显了 2D 反磁性体在自旋电子器件中的前景。
引用
@article{arxiv.2512.03705,
title = {Spin-flop driven interfacial tunneling magnetoresistance in an antiferromagnetic tunnel junction},
author = {Xiaolin Ren and Ruizi Liu and Yiyang Zhang and Yuting Liu and Xuezhao Wu and Kun Qian and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Qiming Shao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03705},
year = {2025}
}