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A brief review on the spin valve magnetic tunnel junction composed of 2D materials

自旋电子学 铁磁性 材料科学 旋转阀 磁电阻 石墨烯 隧道磁电阻 异质结 量子隧道 自旋(空气动力学) 隧道枢纽 凝聚态物理 纳米技术 工程物理 光电子学 磁场 物理 工程类 机械工程 量子力学
作者
Ehsan Elahi,Ghulam Dastgeer,Pradeep Raj Sharma,Sobia Nisar,Muhammad Suleman,Muhammad Waqas Iqbal,Muhammad Imran,Muhammad Aslam,Ali Imran
出处
期刊:Journal of Physics D [Institute of Physics]
卷期号:55 (42): 423001-423001 被引量:19
标识
DOI:10.1088/1361-6463/ac8816
摘要

Abstract Two-dimensional (2D) materials including graphene, hexagonal boron nitride, and transition metal dichalcogenides have revolutionized electronic, optoelectronic and spintronic devices. Recent progress has been made in the knowledge of spin injection, detection, and manipulation utilizing spintronic devices based on 2D materials. However, some bottlenecks still need to be addressed to employ spintronic devices for logical applications. Here, we review the major advances and progress in vertical magnetic tunnel junctions (MTJs) made of various 2D materials as spacer layers between distinct ferromagnetic electrodes. Spin transportation characteristics depending on the magnetic field are investigated by considering the magnetoresistance (MR) and tunneling MR ratio in vertically stacked structures. This review examines the important features of spin transfer through the various spacer 2D materials in MTJs by carefully analyzing the temperature-dependent phenomena. The underlying physics, reliance of spin signals on temperature, quality of junction, and various other parameters are discussed in detail. Furthermore, newly discovered 2D ferromagnets introduce an entirely new type of van der Waals junction enabling effective dynamic control and spin transport across such heterojunctions. Finally, the challenges and prospects of 2D materials-based spin-valve MTJs for improving spintronic devices are discussed in detail.
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