具有原子厚度的二维材料通常比其散装对应物具有优越的可调性,对新型纳米技术显示出巨大的希望。在分层的过渡金属二核苷元素IRTE 2中表现出由电荷顺序诱导的复杂结构扭曲,导致其相应单层材料的应用产生困难。在这里,使用第一个原理计算,我们证明在IRTE 2单层表面沉积Na可以抑制结构变形以形成稳定的Nairte 2板。它自然会破坏反转对称性,以实现Rashba型自旋分裂以进行潜在的自旋应用。此外,引入的空的na频带和IRTE 2单层的价带可以通过垂直电场的应用来反转,从而实现了从正常绝缘体到拓扑绝缘子的量子相变。这样的电场控制拓扑相变是实现拓扑场效应晶体管的希望。这些发现不仅提供了一种可行的方法来稳定IRTE 2单层,而且还扩大了其在旋转和低衰减的托泊托管中的应用。
报道了在多铁绝缘体 Cu 2 OSeO 3 中发现了一种新型长寿命亚稳态 skyrmion 相,并用 Lorentz 透射电子显微镜对低于平衡 skyrmion 口袋的磁场进行了可视化。此相可通过用近红外飞秒激光脉冲非绝热激发样品来获得,而任何传统的场冷却协议都无法达到,这被称为隐藏相。根据光创造过程的强烈波长依赖性以及通过自旋动力学模拟,磁弹效应被确定为最可能的光创造机制。该效应导致磁自由能景观的瞬态改变,将平衡 skyrmion 口袋延伸到更低的磁场。对光诱导相的演变进行了超过 15 分钟的监测,未发现任何衰减。由于这样的时间比激光脉冲在材料中引起的任何瞬态效应的持续时间长得多,因此可以假设新发现的 skyrmion 状态在实际应用中是稳定的,从而为在超快时间尺度上按需控制磁状态的新方法开辟了新天地,并大幅减少了与下一代自旋电子器件相关的散热。
是在神经形态计算中应用的有前途的候选者,6 - 8以及宏伟的和自旋装置。9 - 11这些系统的质量和多功能性已经为探索新兴物理学1,3并扩大其潜在应用开辟了途径。但是,由纳米图案过程产生的这些磁性纳米阵列的地形可能会带来重大挑战。一个示例是观察到的与结构相关的强相关光子散射,该散射可能会掩盖阵列中的磁顺序引起的散射。12鉴于这些系统的光子散射特性可能在信息技术应用中发挥关键作用,13或X射线跨曲面中用于操纵光子角和轨道动量的X射线跨面,12探索在开发真正的平面阵列的方法至关重要的是在材料选择和精确的空间控制方面保持灵活性。研究此类处理的另一种动机源于最近的进步,表明磁性超材料作为计算物理底物具有巨大的潜力。8,14将这些材料与CMOS技术或磁随机记忆(MRAM)架构集成的可能性突出了扩展可用制造方法的需求。15
摘要:范德华磁性材料最近被发现,引起了材料科学和自旋电子学的极大关注。制备原子厚度的超薄磁性层具有挑战性,而且大多是通过机械剥离来实现的。在这里,我们报告了磁性范德华 NiI 2 晶体的气相沉积。在厚度为 5 − 40 nm 的 SiO 2 /Si 衬底上和六方氮化硼(h-BN)上生长出单层厚度的二维(2D)NiI 2 薄片。温度相关的拉曼光谱揭示了原生 2D NiI 2 晶体中直至三层的稳健磁相变。电测量显示 NiI 2 薄片具有半导体传输行为,开/关比高达 10 6。最后,密度泛函理论计算显示 2D NiI 2 中存在层内铁磁和层间反铁磁有序。这项工作为外延二维磁性过渡金属卤化物提供了一种可行的方法,也为自旋电子器件提供了原子级薄材料。关键词:二维磁体、范德华材料、气相沉积、拉曼光谱、相变 A
拓扑保护的磁性结构,如 skyrmion、半 skyrmion(meron)及其反粒子,构成磁序中的微小涡旋。它们是下一代存储设备中信息载体的有希望的候选者,因为它们可以利用电流诱导的自旋扭矩以极高的速度高效推进 [1, 2, 3, 4, 5, 6]。反铁磁体已被证明可以承载这些结构的版本,它们因其具有太赫兹动力学、无偏转运动和由于没有杂散场而改善的尺寸缩放的潜力而引起了广泛关注 [7, 8, 9, 10, 11, 12]。本文展示了拓扑自旋纹理、子和反子可以在室温下生成,并利用电脉冲在薄膜 CuMnAs 中可逆移动,CuMnAs 是一种半金属反铁磁体,是自旋电子应用的试验平台系统 [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]。反铁磁子子电生成和操控是充分发挥反铁磁薄膜作为高密度、高速磁存储器件有源元件的潜力的关键一步。
摘要:在具有狄拉克或Weyl点的拓扑半学中,如果基本对称性仍然保留在表面上,则构成的对应原理可以预测无间隙边缘模式。对这种拓扑表面状态的检测被认为是具有非平凡拓扑散装带的晶体证明的细纹。相反,已经提出,即使对称性在表面上损坏,新的表面带也可以在非形态拓扑半学中出现。表面的对称性降低会提高散装带归化性,并产生带有微不足道拓扑的异常“浮动”表面带。在这里,我们第一次报告量子运输探测到Zrsise薄板,并直接揭示了这种新表面状态的传输特征。非常明显,尽管从拓扑上来说,这种表面带表现出具有较高迁移率的大量二维Shubnikov-de haas量子振荡,这证明了一种新的保护机制,并可能开放用于量子计算和旋转设备的应用。关键字:2D拓扑结节线半表示,非词形对称性,表面传输,SDH量子振荡
最近,在理论上提出并实现了电子状态的自旋分裂(SS)的非常规的抗铁磁铁,其中包含指向不同方向的矩矩的磁性sublattics通过一组新型的符号来连接。这样的SS是实质性的,依赖性的,并且与自旋 - 轨道耦合(SOC)强度无关,使这些磁铁有望用于抗磁性旋转旋转。在此结合了角度分辨光发射光谱(ARPE)和密度功能理论(DFT)计算,这是一项对CRSB的系统研究,是一种金属旋转式抗速率抗fiferromagnet候选,具有Néel温度T n = 703 K。数据揭示了沿平面外和平面动量方向的CRSB的电子结构,从而使各向异性K依赖性SS与计算结果非常吻合。在非对称动量点下,此类SS的大小至少达到至少0.8 eV,这显着高于最大的已知SOC诱导的SS。这种化合物扩大了抗磁性旋转型材料的材料的选择,并且很可能会刺激随后对在室温下起作用的高效率旋转器件的研究。
存储器是当今电子系统中用于数据存储和处理的关键组件。在传统的计算机架构中,由于存储器之间在操作速度和容量方面的性能差距,逻辑单元和存储器单元在物理上是分开的,从而导致冯·诺依曼计算机的根本限制。此外,随着 CMOS 技术节点的演进,晶体管变得越来越小,以提高操作速度、面积密度和能源效率,同时提供更低的驱动电流。然而,嵌入式闪存和 SRAM 等主流技术正面临着重大的扩展和功耗问题。更密集、更节能的嵌入式存储器将非常可取,特别是对于 14 纳米或更小的先进技术节点。与操纵非磁性半导体中的电荷来处理信息的传统电子设备不同,自旋电子器件基于电子自旋,提供创新的计算解决方案。为了将自旋电子学融入到现有的成熟的半导体技术中,基于自旋的器件一般设计以磁隧道结为核心结构,起到磁随机存取存储器(MRAM)的作用。
二维电子气 (2DEG) 可在某些氧化物界面处形成,为创造非凡的物理特性提供了肥沃的土壤。这些特性可用于各种新型电子设备,例如晶体管、气体传感器和自旋电子器件。最近有几项研究展示了 2DEG 在电阻式随机存取存储器 (RRAM) 中的应用。我们简要回顾了氧化物 2DEG 的基础知识,强调了可扩展性和成熟度,并描述了从外延氧化物界面(例如 LaAlO 3 /SrTiO 3 )到简单且高度可扩展的非晶态-多晶系统(例如 Al 2 O 3 /TiO 2 )的最新发展趋势。我们批判性地描述和比较了基于这些系统的最新 RRAM 设备,并强调了 2DEG 系统在 RRAM 应用中的可能优势和潜力。我们认为当前的挑战是围绕从一个设备扩展到大型阵列,其中需要在串联电阻降低和制造技术方面取得进一步进展。最后,我们列出了基于 2DEG 的 RRAM 所带来的一些机遇,包括增强的可调性和设计灵活性,这反过来可以为多级功能提供优势。
已成功用于有效操控磁化,从而产生了最近的基于 STT 的商业化磁存储器解决方案。 [1] 自旋轨道扭矩 (SOT) 利用高自旋霍尔效应 (SHE) 材料中的平面电荷电流产生的平面外自旋电流,可以实现更节能的磁化操控,并且正在达到商业成熟度。 [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、拓扑绝缘体 (TI) [5–7] 以及最近的拓扑半金属 (TSM) [8–11],以最大化它们的自旋霍尔角 θ SH = | J s | / | J c |,这是它们将电荷电流密度 J c 转换为自旋电流密度 J s 的效率的量度。此外,已经研究了高 SHE 和 FM 材料层之间的界面工程,以最大化跨界面的自旋透明度 T int。 [12–19] 高效 SOT 自旋电子器件的关键挑战是最大化 SOT 效率,ξ= θ SH · T int。[20]