Fig. 1. De schematische illustratie van ferro-elektrische regeling van halfmetalliciteit in A-type antiferromagneten. Krediet: JIANG Peng
Onlangs demonstreerde de onderzoeksgroep van prof.Zheng Xiaohong van het Institute of Solid State Physics (ISSP) van de Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), in samenwerking met prof.Stefano Sanvito van Trinity College Dublin, een nieuw idee om halfmetalliciteit te bereiken. in A-type van der Waals (vdW) antiferromagneten via ferro-elektrische besturing.
Halfmetalliciteit is een belangrijk onderzoeksthema in de fysica van de gecondenseerde materie en spintronica. Onlangs is een interessante klasse van tweedimensionale (2-D) materialen, vanadiumdichalcogeniden die intrinsiek ferromagnetisme en hoge Curietemperatuur vertonen, theoretisch ontworpen en experimenteel gesynthetiseerd. Het vereiste kritische elektrische veld voor het bereiken van halfmetalliciteit is echter zo hoog dat het onder de huidige omstandigheden bijna niet beschikbaar is.
Dit keer rapporteerde het team een vdW multiferroïsche heterostructuur, die werd gevormd door de dubbellaag 2H-VSe2 tussen twee lagen 2-D out-of-plane ferro-elektrische Sc2CO2, via simulaties van eerste principes.
Ze vonden een halfmetallische aard in de bandstructuur en in het geleidende spinkanaal gelokaliseerd in slechts één laag 2H-VSe2.
Ondertussen zouden de spinpolariteit en de ruimtelijke locatie worden omgekeerd met de ferro-elektrische polarisatie-omkering. Het mechanisme achter dit fenomeen kwam voort uit zowel het ingebouwde elektrische veld van de ferro-elektrische sandwich als de ladingsoverdracht die selectief slechts op één interface plaatsvond.
Twee prototypes van niet-vluchtige geheugeninrichtingen werden daarom verder voorgesteld, waarin twee toestanden (“1” en “0”) werden gerealiseerd door de polarisatierichting van de ferro-elektrische lagen om te schakelen.
Fig. 2. De atomaire structuren en de overeenkomstige spin- en laagopgeloste bandstructuren van twee polarisatieconfiguraties voor de VSe2/ Sc2CO2 vdW heterostructuren. Krediet: JIANG Peng
Peng Jiang et al. Ferro-elektrische regeling van de halfmetalliciteit van elektronen in antiferromagneten van het A-type en de toepassing ervan op niet-vluchtige geheugenapparaten, Fysieke beoordeling B (2020). DOI: 10.1103 / PhysRevB.102.245417
Fysieke beoordeling B
Geleverd door Chinese Academy of Sciences
