摘要:Van der Waals(VDW)磁铁很有希望,因为它们具有掺杂或合金组成的可调磁性能,其中磁相互作用的强度,它们的对称性和磁各向异性可以根据所需的应用来调节。到目前为止,大多数基于VDW磁铁的自旋设备都限于低温温度,其磁各向异性有利于平面外或倾斜的磁化方向。在这里,我们报告了室温外侧自旋阀设备,其平面内磁化和VDW Ferromagnet的自旋极化(CO 0.15 Fe 0.85)5 GETE 2(CFGT)在异性捕获岩中使用墨烯。密度功能理论(DFT)计算表明,各向异性的幅度取决于CO浓度,是由CO在最外面的FE层中取代引起的。磁化测量结果揭示了上述CFGT中的室温铁电磁作用,并在室温下清除了延迟。由CFGT纳米层和石墨烯组成的异质结构用于实验实现旋转阀装置的基本构件,例如有效的自旋注入和检测。对自旋转运和汉尔自旋进液测量的进一步分析表明,在与石墨烯界面处的界面上具有负自旋极化,并由计算出的CFGT状态的自旋偏振密度支持。在室温下,CFGT的平面磁化证明了其在石墨烯侧旋转式设备中的有用性,从而揭示了其在自旋技术中的潜在应用。关键字:范德华磁铁,自旋阀,石墨烯,范德华异质结构,2D磁铁,平面磁化,自旋极化M
摘要:二维(2D)磁体作为2D材料家族的重要成员,已成为自旋电子器件的一个有前途的平台。在此,我们报道了在惰性云母基底上化学气相沉积(CVD)生长高度结晶的亚毫米级自插金属2D铁磁(FM)三角碲化铬(Cr 5 Te 8)薄片。通过磁光和磁输运测量,我们揭示了这些2D薄片的特殊磁性能。三角Cr 5 Te 8薄片表现出强的各向异性FM序,居里温度高于220K。值得注意的是,在居里温度附近超薄Cr 5 Te 8薄片的MOKE信号中观察到一种新兴的反铁磁(AFM)状态。AFM状态具有相对较弱的层间交换耦合,允许通过调节温度在层间AFM和FM状态之间切换。同时,三角 Cr 5 Te 8 薄片表现出巨大的反常霍尔效应 (AHE),其反常霍尔电导率为 710 Ω − 1 cm − 1,零磁场下的反常霍尔角为 3.5%,超过了典型的流动铁磁体。进一步分析表明,三角 Cr 5 Te 8 中的 AHE 主要由斜散射机制驱动,而不是本征或外在的侧跳机制。这些发现证明了 CVD 生长的超薄 Cr 5 Te 8 薄片作为一种有前途的二维磁性材料的潜力,它具有出色的 AHE 特性,可用于未来的自旋电子应用。关键词:二维磁体、化学气相沉积、共存铁磁−反铁磁态、巨反常霍尔效应、碲化铬
摘要:Van der Waals(VDW)磁铁很有希望,因为它们具有掺杂或合金组成的可调磁性能,其中磁相互作用的强度,它们的对称性和磁各向异性可以根据所需的应用来调节。到目前为止,大多数基于VDW磁铁的自旋设备都限于低温温度,其磁各向异性有利于平面外或倾斜的磁化方向。在这里,我们报告了室温外侧自旋阀设备,其平面内磁化和VDW Ferromagnet的自旋极化(CO 0.15 Fe 0.85)5 GETE 2(CFGT)在异性捕获岩中使用墨烯。密度功能理论(DFT)计算表明,各向异性的幅度取决于CO浓度,是由CO在最外面的FE层中取代引起的。磁化测量结果揭示了上述CFGT中的室温铁电磁作用,并在室温下清除了延迟。由CFGT纳米层和石墨烯组成的异质结构用于实验实现旋转阀装置的基本构件,例如有效的自旋注入和检测。对自旋转运和汉尔自旋进液测量的进一步分析表明,在与石墨烯界面处的界面上具有负自旋极化,并由计算出的CFGT状态的自旋偏振密度支持。在室温下,CFGT的平面磁化证明了其在石墨烯侧旋转式设备中的有用性,从而揭示了其在自旋技术中的潜在应用。关键字:范德华磁铁,自旋阀,石墨烯,范德华异质结构,2D磁铁,平面磁化,自旋极化M
内存是当今用于数据存储和处理的电子系统中的关键组件。在传统的合并体系结构中,由于记忆的运行速度和容量差距,逻辑和内存单元是物理上分开的,这涉及von Neumann计算机的基本限制。此外,随着CMOS技术节点的演变,晶体管的演变越来越小,以提高操作速度,面积密度和能源效率,同时提供较低的驱动器电流。,诸如嵌入式闪光和SRAM之类的主流技术正面临着大量的缩放和功率构成问题。一个更密集,更节能的嵌入式内存将是高度期望的,特别是针对14 nm或以上的先进技术节点。与传统的电子功能相反,在非磁性半导体中操纵电荷来处理信息,SpinTronic设备基于电子的旋转,提供创新的计算解决方案。要将旋转三位型纳入现有的成熟半导体技术中,基于旋转的功能通常由磁性隧道连接的核心结构设计,该结构起着磁随机记忆(MRAM)的作用。
已成功地用于有效操纵磁化,从而导致了最近的商业STT磁性记忆解决方案。[1]自旋 - 轨道扭矩(SOT),该扭矩(SOT)使用高自旋霍尔效应(SHA)材料中的平面电荷电流产生的平面自旋电流,可以实现对磁磁性的更节能的操纵,并且正在达到商业兼容。[2–4]到目前为止,已经研究了各种高自旋 - 轨道耦合(SOC)材料,包括重金属,拓扑绝缘子(TIS),[5-7]以及最近的拓扑半学(TSMS),[8-11],[8-11] J S | / | J C | ,将其在转换电荷电流密度j c转换为旋转电流密度j s的效率的度量。此外,还研究了高HIM和FM材料层之间的界面工程,以最大程度地跨越界面,以最大化自旋透射式T int。[12–19]有效SOT Spintronic设备的主要挑战是最大化SOT效率,ξ=θSh·t int。[20]
主动控制固态系统中的自旋自由度是自旋电子学的最终目标。高效自旋电子器件设计中的一个基本量是自旋弛豫寿命。该参数是电子自旋进动(Dyakonov-Perel 机制)和自旋翻转(Elliot-Yafet)动力学的描述符。该项目的目的是开发计算工具,从第一原理模拟这些自旋弛豫机制。计算将基于密度泛函理论,结合更先进的多体方法,以解释杂质和声子对电子的散射。鉴于自旋弛豫事件是相对论自旋轨道相互作用的结果,拓扑和二维材料自然而然地成为有前途的研究对象。
补偿磁铁的物理学:抗铁磁铁,磁磁补偿的铁磁铁和合成反铁磁铁非常丰富,有时是独一无二的和出乎意料的。补偿磁铁中允许的新效果类型包括:超快(THZ)动力学,伪粘合元素,(自我)补偿的天空,交错的拓扑结构以及与自旋极化三胞胎超导性的兼容性。因此,补偿磁铁的使用构成了开发新的旋转组件的范式转移,超出了传统的铁磁体的可能性。这个特殊的收藏品为读者提供了最新的材料开发项目,探讨了尖端的基本物理和有希望的补偿磁铁应用。可以将其分为七个主题组,每个组都处理该学科的当前和快速增长的分支。
量子点接触(QPC),这是具有量化电导的半导体二维电子系统中的收缩 - 是新型的Spintronic和拓扑电子电路的组合。QPC也可以用作量子纳米电路中的读数电子,电荷传感器或开关。与超导接触的短且无杂质的收缩是一种库珀对QPC类似物,称为超导量子点接触(SQPC)。由于维持其几何需求和接近统一的超导 - 触发器界面透明度的挑战,此类量子设备的技术发展已延长。在这里,我们开发了先进的纳米构造,材料和设备工程技术,并报告了纳米级混合SQPC阵列的创新实现,该阵列具有分开的栅极技术在半导体的2D电子系统中。我们利用了量子井的特殊门可调性,并证明了混合INGAAS-NB SQPC中电导量化的第一个实验观察。我们观察到在单个芯片中制造的多个量子纳米版本中的零磁场可重复的量化电导率,并系统地研究了在低和高磁场上SQPC的量子运输,以实现其在量子元学中的潜在应用,以实现极为准确的电压标准和缺陷量化技术。
摘要:将纳米磁性和旋转型扩展到三个维度(3D)为基本和技术研究提供了巨大的机会。然而,探测复合物3D几何形状对磁性现象的影响构成了重要的实验和理论挑战。在这项工作中,我们研究了使用Direct-Write纳米纳米化的铁磁3D纳米维克的磁电信号。由于电流和磁化的3D矢量性质,发生了几种磁电效应的复杂叠加。通过在3D磁场下进行电测量,结合了宏种模拟和有限的元素建模,我们删除了叠加的效果,从而构成了3D几何形状如何导致与众所周知的磁性磁性ectectects ectects的异常角度依赖性,例如一方面的依从性。至关重要的是,我们的分析还揭示了非共线性电磁场的强大作用,该场固有的3D纳米结构导致角度依赖的磁磁磁力强,对总磁电信号有很大贡献。这些发现是理解3D Spintronic系统的关键,并基于进一步的基本和基于设备的研究。关键字:磁转运,几何效应,3D纳米磁性,旋转型,3D纳米构型S
自旋电子学应用基于半金属性。这是一种新兴现象,指化合物在一个自旋通道中表现出金属性质,而在相反的自旋通道中表现出绝缘或半导体性质。6 半金属 (HM) 化合物于 1980 年被发现,在过去十年中,人们在理论和实验上对自旋注入进行了广泛的研究。7 – 12 这是一种普遍存在的现象,已在多种其他材料中观察到,包括 Heusler 合金、过渡金属氧化物和稀磁半导体 13 – 19 HM 的自旋相关独特性质为构建新型设备提供了机会,例如磁传感器和非挥发性磁性随机存取存储器,它们在自旋极化和微电子的综合作用下运行。20,21