西安交大科研人员完成电场大范围调控自旋霍尔角

时间: 2024-09-17 22:41:36 |   作者: kaiyun官方平台app下载

　　经过自旋轨迹矩(SOT)完成电流驱动磁化翻转的办法，具有呼应快、功耗低、高稳定性等天然优势，是开发下一代自旋存储和逻辑器材的重要根底。根据这一原理规划的自旋轨迹矩磁随机存储器(SOT-MRAM)有望成为新一代超高功能非易失性存储器，具有宽广的使用远景。

　　在该器材中，电流流经具有强自旋轨迹耦合的非磁性资料并转化为自旋流注入接近的铁磁层中完成磁化翻转。自旋霍尔角作为衡量电荷流与自旋流转化功率的要害参数，直接影响到整个存储器材的功能与功耗体现。因而，寻觅具有强自旋轨迹耦合与高自旋霍尔角的资料，是构建低功耗自旋转矩器材的中心诉求。近年来有报导Bi2Se3、Bi2Te3等拓扑绝缘资料凭仗其独有的自旋-动量确定机制而具有极高的自旋霍尔角。怎么经过原理与技术创新，对资料的自旋霍尔角完成调控与增强，在当今自旋电子学范畴具有极端严重的理论和使用价值。

　　针对上述科学问题，西安交通大学电信学部刘明教授团队在PMN-PT衬底上构建了Bi2Se3/NiFe结构的霍尔器材。经过在衬底上原位施加纵向电场对Bi2Se3自旋霍尔角进行调控，调控效果具有十分杰出的稳定性与可回复性，最高完成了Bi2Se3自旋霍尔角600%的增强。

　　经过规划对照试验标明对Bi2Se3自旋霍尔角大范围调控与增强的机理源自铁电衬底的电致应力与极化翻转所带来的外表电荷掺杂的两层效果。榜首性原理核算标明应力与电荷掺杂能够明显改动Bi2Se3费米能级处的贝里曲率，进而对自旋霍尔角发生有用调控。该工刁难自旋霍尔角的大范围调控与增强可大大下降SOT-MRAM器材中磁化翻转所需的临界电流，在规划低功耗与可调谐自旋电子器材中具有极端严重意义。

　　该研究结果以“电场大范围调控Bi2Se3自旋霍尔角”(Giant tunable spin Hall angle in sputtered Bi2Se3controlled by an electric field)为题，在世界闻名期刊《天然通讯》(NatureCommunications)上宣布，西安交通大学为该论文仅有署名单位。电信学部电子科学与工程学院博士生鲁琦、资料科学与工程学院青年教师李平为论文一起榜首作者。刘明教授、郭志新教授及青年教师董国华为论文一起通讯作者。