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开菲薄研讨院等正在应用发布维铁电资料调控二

浏览次数:    发布日期:2020-12-23

中国科学院合肥物资研究院固体物理研究所计算物理与度子材料研究部研究员郑小宏课题组取爱我兰皆柏林圣三一学院教学Stefano Sanvito配合,在利用二维铁电材料调控二维A型反铁磁材料的半金属性研究中获停顿。相闭研究结果以Ferroelectric control of electron half-metallicity in A-type antiferromagnets and its application to nonvolatile memory devices为题,揭橥在Physical Review B上。

真现拥有完整自旋极化特点的半金属性(half-metallicity)是凝集态物理和自旋电子教中重要课题。最近几年来,二维双层A型反铁磁半导体,也便是层内表现为铁磁序,而层间表示为反铁磁序的双层van der Waals(vdW)磁性材料为自旋电子器件供给了重要候选材料,惹起普遍存眷。其能带特征表现较奇特,即两种自旋的能带简并;对每一个自旋通讲,其价带和导带局域分布在分歧的层上;同时,每一个能带中两种自旋的态也分布在分歧的层上。那些特征使此类体制可利用外减电场方法实现半金属性。但是,外电场调控计划所需临界电场过年夜,试验上易以实现。因而,寻觅新的调控手腕在二维A型vdW反铁磁半导体中完成半金属性具有重要意思。

为此,研讨人员提出一种基于A型vdW反铁磁体VSe2双层系统和具备里中极化的二维铁电资料Sc2CO2构建的多铁异质结。研究发明,在铁电夹层的感化下,VSe2双层浮现出半金属性,www.hg0099.com,且导电的自旋极化态局域分布正在单层VSe2中的一层上。另外,经由过程转变铁电夹层的极化偏向,半金属态的自旋极性和空间散布会响应天产生改变。这类特别行动可用自觉电极化引诱的内建电场和界面电荷转移等物理机造说明。基于以上异质结所展现的特殊性子,研究职员设想了两种存在巨电致电阻比的新型铁电存储器件本相。研究注解,应用发布维面外极化铁电材料去调制A型vdW反铁磁体,不只可取得半金属性,并且在铁电存储器圆面展示了主要的利用远景。

研究任务获得国家天然迷信基金和国度留学基金治理委员会的赞助,相干盘算在中科院超算中央开菲薄分核心实现。

图1.铁电调制A型vdW反铁磁体半金属性的道理表示图:A型vdW反铁磁体在(a)已重叠和(c)堆叠铁电夹层感化的自旋极化态稀量;(b)基于A型vdW反铁磁体和二维面外极化铁电材料的多铁异质结示意图。

图2.VSe2/Sc2CO2多铁同度结的两种极化构型(P↑↑跟P↓↓)的本子构造和对付答的层投影的自旋辨别能带图。

图3.基于VSe2/Sc2CO2多铁异质结构建的新颖铁电存储器件示用意。