基于二维磁性材料的隧道结的磁电阻效应及Co 2 FeAl/NiFe 2 O 4 超晶格的垂直磁各向异性的第一性原理计算研

发布时间：2021-11-18 19:40

　　基于自旋转移力矩的磁性隧道结（STT-MTJ）在非易失性磁性随机存取存储器中具有潜在的应用价值。与具有面内磁晶各向异性（IMA）的隧道结相比,具有垂直磁晶各向异性（PMA）的隧道结在非易失性磁性随机存取存储器中有足够高的热稳定性和低的自由层磁矩翻转临界电流。相关研究表明以非磁性尖晶石氧化物为势垒,Heusler合金为电极的隧道结有可能同时获得大的界面垂直磁晶各向异性和高的隧穿磁电阻效应。磁性尖晶石氧化物NiFe₂O₄不仅具有高的磁有序温度和大的饱和磁化强度,而且与典型的铁磁电极材料有小的晶格失配。目前,还没有关于磁性尖晶石/Heusler合金异质结的磁晶各向异性的研究报道。我们采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Co₂FeAl/NiFe₂O₄超晶格的磁晶各向异性。铁磁半导体Cr₂Ge₂Te₆和CrI₃以及铁磁金属Fe₃GeTe₂和1T-VSe... 

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石墨烯的结构图(a)；石墨烯的电子能带结构图(b)；石墨烯费米能级附近的

吉林大学博士学位论文2前采用机械剥离，化学气相沉积，分子束外延以及atomiclayerdeposition等方法在实验上制备出了多种单层及多层MX2[19-30]。由于构成元素和电子结构的多样性，二维过渡金属二硫化物MX2表现出丰富的物理和化学性质。作为二维过渡金属二硫化合物的典型代表，单层MoS2被广泛研究。研究表明当从块体变为单层时，H-MoS2从间接带隙半导体转变为直接带隙半导体，同时光致发光增强4个数量级[31]。另外，在室温下，MoS2在SiO2/Si衬底上的迁移率为700cm2V-1s-1[32]；制备的单层MoS2场效应晶体管的室温电流开关比高达108[33]，且耗能比传统的晶体管材料更低。目前，实验上能够制备出大面积，高质量的单层MoS2。以单层MoS2为代表的二维过渡金属二硫化物MX2在太阳能电池，光电探测器，发光二极管和光电晶体管等方面有广阔的应用前景[34-44]，如图1.3所示。图1.1石墨烯的结构图(a)；石墨烯的电子能带结构图(b)；石墨烯费米能级附近的线性色散关系(c)[8]。图1.2部分二维过渡金属二硫化物MX2的晶体结构，稳定性以及导电性质[18]。

过渡金属二硫化物MX2在各种器件上应用的示意图[35]


本文编号：3503497