应变可编程范德瓦耳斯磁隧道结
介观与纳米尺度物理
2023-01-11 v1 材料科学
摘要
磁隧道结（MTJ）是自旋电子学的骨干器件。实现下一代节能 MTJ 将需要超越施加磁场或大电流的标准手段的运行机制。在此，我们展示了一种通过应变控制 CrSBr（一种用作隧穿势垒的层状反铁磁半导体）磁态来实现可编程 MTJ 操作的新概念。在高达约 140 K 的温度下，无需外磁场即可将 CrSBr 从反铁磁序切换到铁磁序，产生巨大的隧穿磁阻比。当静态应变设置在相变附近时，施加小应变脉冲会导致层磁化的主动翻转，且层数和相应的磁阻态可控。此外，将静态应变精细调节至临界值会开启亚稳态之间的随机切换，其应变可调的 S 形响应曲线类似于随机二元神经元。我们的结果凸显了应变可编程范德瓦耳斯 MTJ 在磁存储、随机数生成以及概率和神经形态计算等自旋电子学应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2301.03759,
title = {Strain-programmable van der Waals magnetic tunnel junctions},
author = {John Cenker and Dmitry Ovchinnikov and Harvey Yang and Daniel G. Chica and Catherine Zhu and Jiaqi Cai and Geoffrey Diederich and Zhaoyu Liu and Xiaoyang Zhu and Xavier Roy and Ting Cao and Matthew W. Daniels and Jiun-Haw Chu and Di Xiao and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.03759},
year = {2023}
}