由于其独特的属性组合:非挥发性,速度,密度和写入耐力,称为自旋转移磁性磁性随机接入记忆(STT-MRAM)的自旋记忆有望在物联网(IoT)的未来发展中起重要作用(IOT),并且在信息和通信技术中更笼统地发挥作用。这种类型的自旋装置通常是由材料制成的,其中一些可以归类为关键。最近的研究评估了磁随机访问记忆中包含的关键材料[1,2]。但是,在那些情况下,分析的记忆类型属于2000年代初期开发的第一代MRAM。如今,存储器设备被垂直于层平面磁化,并包含合成反铁磁铁(SAF)(SAF),该抗fiferromagnet(SAF)可为STT-MRAM参考层具有较低的流浪场提供高温。此SAF通常由钴(CO)和铂(PT)多层制成,抗铁磁性在薄扁桃(RU)层上耦合。由于铂金属(PGMS)的高体能量引起的,评估这些材料的普遍关注点是与其生产相关的环境风险。在这里首先报道对使用此类多层的环境和经济风险的评估,然后对其供应风险进行讨论。用CO/NI多层替换CO/PT多层替代可以导致与使用这些多层人士使用相关的能量需求或全球变暖潜力(GWP)的3-4个数量级。尽管如此,与PGMS相关的高供应风险仍然是提高意识的原因。基于垂直形状各向异性(PSA)的替代概念也可以在这些量中减少1-2个数量级。然而,对于Stt-Mram的情况,与硅晶片的质量相比,使用了少量的PGM层,这些硅晶片生长了这些类型的设备。因此,发现硅晶片制造的环境和经济影响要比STT-MRAM堆栈中纳入的PGM材料高得多。一个探索的可能性是基于Co/ni多层的SAF结构,其性能相似。还基于上述PSA概念提出了更具挑战性的选择。最后,我们解决了欧洲委员会确定的其他几种金属的案例,这些金属在MRAM(例如W或TA)中使用,最近都包括在2021年1月发布的欧盟冲突矿产法规中[3]。
在这里,我们研究了掺杂(X = 0、0.05和0.1)氧化二聚体(X = 0、0.05和0.1)的结构和磁性能的影响,该氧化物(NDFEO₃)纳米颗粒通过慢速溶液燃烧技术合成。X-射线衍射(XRD)分析证实了带有空间群PBNM的原晶晶体结构(JCPDS卡No。25 - 1149),并且随着GD掺杂浓度的增加,结晶石的尺寸从52 nm降至32 nm。场发射扫描电子显微镜(FESEM)揭示了具有一致粒径的良好组织和团聚的纳米颗粒。使用squid磁力计对所有样品的铁磁特征进行了磁性测量,随着GD掺杂浓度的增加,磁矩的增加。滞后曲线显示出雷神磁化的增加,并且凝固性从0.7 t增加到0.4 t。这些发现表明,GD掺杂的NDFEO纳米颗粒具有增强的磁矩和降低的凝聚力,降低了渗透率,对纺纱应用的潜力持有。
altermagnetism是与抗铁磁体和铁磁体的新阶段,该阶段的新阶段与抗铁磁铁和铁磁体相似性,由于其方向依赖性磁性,引入了一种新的指导原理,用于Spintronic/Spintronic/Thermoelectric应用。实现对设备设计的利用Altermagnetism的承诺取决于识别具有可调传输特性的材料。迄今为止,对固有的altermagnets的搜索集中在各向异性在晶体学对称和带结构中的作用。在这里,我们提出了一种不同的机制,该机制通过利用范·霍夫(Van Hove)奇异性的存在来实现哈伯德局部排斥与巡回磁性之间的相互作用来实现这一目标。我们表明,Altermagnetism在广泛的相互作用和掺杂范围内是稳定的,并且我们专注于自旋荷利转化率的可调性。
范德华 (vdW) 磁体的发现为凝聚态物理和自旋电子技术开辟了新范式。然而,具有 vdW 铁磁体的有源自旋电子器件的操作仅限于低温,从而限制了它们更广泛的实际应用。本文展示了使用石墨烯异质结构中的 vdW 流动铁磁体 Fe 5 GeTe 2 的横向自旋阀器件在室温下的稳健操作。在具有负自旋极化的石墨烯界面处测量了 Fe 5 GeTe 2 的室温自旋电子特性。横向自旋阀和自旋进动测量通过自旋动力学测量探测 Fe 5 GeTe 2 /石墨烯界面自旋电子特性,揭示了多向自旋极化,从而提供了独特的见解。密度泛函理论计算与蒙特卡罗模拟相结合,揭示了 Fe 5 GeTe 2 中显著倾斜的 Fe 磁矩以及 Fe 5 GeTe 2 /石墨烯界面处存在负自旋极化。这些发现为范德华界面设计和基于范德华磁体的自旋电子器件在室温下的应用提供了机会。
发现Van der Waals(VDW)磁铁为冷凝物理物理和自旋技术打开了新的范式。但是,使用VDW铁磁磁铁的主动自旋设备的操作仅限于低温温度,从而抑制了其更广泛的实际应用。在这里,展示了使用石墨烯的异质结构中使用VDW行程的Ferromagnet Fe 5 Gete 2的侧向自旋阀设备的稳健室温操作。Fe 5 Gete 2的室温自旋特性在用石墨烯的界面上测量,具有负自旋偏振。横向自旋阀和自旋细分测量通过通过自旋动力学测量探测Fe 5 Gete 2 /Geate 2 /石墨烯界面旋转特性,从而提供了独特的见解,从而揭示了多方向自旋偏振。密度功能理论与蒙特卡洛模拟结合使用,在Fe 5 Gete 2中显示出明显的Fe磁矩,以及在Fe 5 Gete 2 / Graphene界面上存在负自旋极化。这些发现在环境温度下基于VDW界面设计和基于VDW-MAGNET的Spintronic设备的应用开放机会。
铁磁薄膜和化学吸附分子层之间的界面表现出各种有趣的现象。[1] 对这些所谓自旋界面的积极研究 [2,3] 始于分子或有机自旋电子器件的发展,最初主要集中在铁磁材料附近引起的分子层的变化。局域 HOMO-LUMO 电子能级的自旋相关展宽 [2,4,5] 和相关的自旋过滤效应 [6–8] 在理解有机自旋阀和其他有机自旋电子器件中起着关键作用。此外,在邻位分子中建立可检测的自旋极化开辟了一个与分子材料中磁序传播相关的新研究领域。这导致分子组成元素上存在磁二向色信号 [9] 或形成自旋序作为分子电子态能量的函数的非平凡振荡。 [10,11]
研究成果の概要(英文):我探索并开发了一种新型的三次立方相,用于铁磁性小啤酒化合物MN2FEGA(MFG),其最终目的是将此材料与2D材料(例如用于旋转光子应用)的2D材料耦合。这种新开发的材料显示了用于自旋应用的几种有利特性,包括:显着的垂直磁各向异性(PMA),高化学订购和高自旋极化。这些特性展示了一种适用于磁性随机访问记忆(MRAM)等自旋应用的材料。这些结果导致了目前正在审查的出版物,收到了积极的反馈,并将很快发表。此外,这些结果已为目前正在印刷的情况下获得了立方MFG/CR/MGO缓冲层的专利。最后,这些结果已在几个全国性的会议上提出,并引起了Spintronics社区的重大关注。
具有纳米级尺寸,高密度和低能消耗的未来自旋设备的希望激发了人们对范德华的异质结构的搜索,从而稳定拓扑受保护的旋转自旋纹理,例如磁性天空和域壁。将这些引人注目的特征转化为实用的设备,一个关键的挑战在于实现对磁各向异性能量的有效操纵和Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用,这是确定天空的两个关键参数。通过第一个原理计算,我们证明了二维Fe 3 Gete 2 /in in 2 Se 3中的极化诱导的反转对称性的破裂,确实会导致界面DM相互作用。强的自旋轨道耦合触发Fe 3 Gete 2 /in 2 Se 3异质结构的磁各向异性。Fe 3 Gete 2中的磁各向异性和DM相互作用可以通过2 SE 3中的铁电偏振良好控制。这项工作为基于范德华异质结构的自旋设备铺平了道路。
2 石墨烯相关材料与器件 Loh Kian Ping 新加坡国立大学 3 脂质组学:新工具与应用 Markus Wenk 新加坡国立大学 4 多功能自旋电子材料与器件 Ding Jun 新加坡国立大学 5 膜材料的分子工程 能源开发研究与技术:氢气、天然气和合成气