基于黑磷势垒磁隧道结的 TMR 转变与高灵敏压力传感器
介观与纳米尺度物理
2022-03-18 v1
摘要
黑磷因其弱的范德华层间相互作用，是一种有望用作磁隧道结（MTJ）势垒的材料。特别是，黑磷特殊的能带特征可能带来引人入胜的物理特性。本文中，我们从理论上研究了黑磷能带隙可调性对以黑磷为势垒的磁隧道结的影响。研究发现，由于黑磷能带隙的变化，隧穿磁阻（TMR）可能实现从有限值到无穷大的转变。结合最新的压力诱导能带隙可调性的实验结果，我们进一步研究了以黑磷为势垒的磁隧道结中 TMR 的压力效应。计算表明，在适当参数下压力灵敏度可以相当高。从物理上看，高灵敏度源于 TMR 转变现象。为利用该高压力灵敏度，我们提出并设计了一种基于黑磷势垒磁隧道结的高灵敏压力传感器的详细结构，其工作机制与传统压力传感器根本不同。本压力传感器具有四大优势与益处：（1）高灵敏度，（2）良好抗干扰性，（3）高空间分辨率，（4）快速响应速度。我们的研究可能为磁隧道结与压力传感器两者开辟新的研究领域。
引用
@article{arxiv.2203.09059,
title = {TMR transition and highly sensitive pressure sensors based on magnetic tunnel junctions with black phosphorus barrier},
author = {Fang Henan and Li Qian and Xiao Mingwen and Liu Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.09059},
year = {2022}
}