二维三层异质结中的强且可调谐磁电耦合
材料科学
2023-10-24 v2
摘要
寻求对纳米尺度磁态（如斯格明子）的电场控制，这将影响自旋电子学领域，导致了对具有强磁电耦合和高效电场控制的多铁性材料或结构的挑战性探索。在此，我们报告了一项理论预测，即此类现象可以在二维（2D）双层FE/PMM和三层FE/PMM/FE异质结（两端和三端器件）中实现，其中FE是二维铁电体，PMM是具有强自旋轨道耦合的极性磁性金属。这种PMM具有强的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI），可以产生斯格明子，而FE可以通过极化-极化相互作用产生强磁电耦合。在三层异质结中，与金属PMM层的接触使得能够实现多种极化构型，用于电场控制斯格明子。我们报告了针对特定材料选择的密度泛函理论计算，证明了这些安排的有效性，其关键驱动因素是PMM和FE层之间的极化-极化相互作用。目前的发现提供了一种在二维极限下实现强磁电耦合的方法，并为相关自旋电子学的设计提供了新的视角。
引用
@article{arxiv.2203.00884,
title = {Strong and tunable magnetoelectric coupling in 2D trilayer heterostructures},
author = {Xin Jin and Andrew O'Hara and Yu-Yang Zhang and Shixuan Du and Sokrates T. Pantelides},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.00884},
year = {2023}
}