垂直态磁阻抗在层状异质结构中的非传统单向磁阻
介观与纳米尺度物理
2024-05-20 v1 材料科学
摘要
电子读出磁态是实现高效计算和数据存储新型自旋器件的关键。层状双层系统中单向磁阻(UMR)指的是磁化方向 reversal 后纵向电阻的变化，通常源于自旋电流与磁化之间的相互作用。由于UMR对施加电流和磁化的线性依赖性，可用于电子读出磁化态。然而，在传统自旋源材料中，电场诱导自旋电流的自旋极化受限于薄膜平面内，从而UMR仅能响应磁化的平面内分量。相对于具有垂直磁各向异性(PMA)的磁体，因其电子读出通过UMR实现PMH磁体的读出效果尚存空白。本文报道了在拓扑半金属WTe2与平面磁性绝缘体Cr2Ge2Te6(CGT)的层状异质结构中发现的非传统UMR，这允许通过测量纵向电阻来读出CGT层的上下磁态。我们的紧束缚模型理论计算表明，非传统UMR源于WTe2晶体对称性破缺与WTe2-CGT界面磁交换相互作用。结合WTe2可实现无磁场自旋轨道扭矩切换PMA磁体的能力，我们的发现为实现仅依赖自旋轨道扭矩和UMR的两端子磁存储器件开辟了激动人心的道路，这对于开发下一代非易失低功耗数据存储技术至关重要。
引用
@article{arxiv.2405.10889,
title = {Unconventional Unidirectional Magnetoresistance in vdW Heterostructures},
author = {I-Hsuan Kao and Junyu Tang and Gabriel Calderon Ortiz and Menglin Zhu and Sean Yuan and Rahul Rao and Jiahan Li and James H. Edgar and Jiaqiang Yan and David G. Mandrus and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Jinwoo Hwang and Ran Cheng and Jyoti Katoch and Simranjeet Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.10889},
year = {2024}
}