滑动层间铁电性 h-BN 范德瓦耳斯多铁隧道结中电压可调的巨非易失多态电阻
介观与纳米尺度物理
2023-08-24 v2
摘要
基于二维(2D)范德瓦耳斯异质结构的多铁隧道结(MFTJ)具有原子尺度上尖锐且洁净的界面,对纳米级多阻态逻辑存储器件的应用至关重要。近来在二维范德瓦耳斯材料中发现的滑动铁电性为基于铁电的器件开辟了新途径。在此,我们借助非平衡格林函数结合密度泛函理论,从理论上研究了 FeGeTe/石墨烯/双层--BN/石墨烯/CrI(FGT/Gr-BBN-Gr/CrI)全范德瓦耳斯 MFTJ 的自旋相关电子输运性质。我们证明此类 FGT/Gr-BBN-Gr/CrI MFTJ 展现出四种非易失电阻态,对应于滑动铁电 BBN 的不同堆垛序以及铁磁自由层 CrI 的磁化对齐方式,在特定偏压下最大隧穿磁阻(电致电阻)比即 TMR (TER) 高达 \% (\%)。此外,我们的 MFTJ 中明显存在完美的自旋过滤和显著的负微分电阻效应。我们进一步发现,平衡态下的 TMR、TER 和自旋极化率可通过施加面内双轴应变而增强。本工作表明,基于滑动铁电 BBN 的 MFTJ 所具有的巨隧穿电阻比、多阻态以及优异的自旋极化输运性质,显示出其在非易失存储器中的重大潜力。
引用
@article{arxiv.2305.06126,
title = {Voltage-tunable giant nonvolatile multiple-state resistance in sliding-interlayer ferroelectric h-BN van der Waals multiferroic tunnel junction},
author = {Xinlong Dong and Xuemin Shen and Xiaowen Sun and Yuhao Bai and Zhi Yan and Xiaohong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.06126},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 8 figures