Electrically induced 2D half-metallic antiferromagnets and spin field effect transistors

自旋电子学 凝聚态物理 自旋极化 自旋晶体管 电子 自旋(空气动力学) 反铁磁性 铁磁性 电场 带隙 材料科学 密度泛函理论 物理 自旋霍尔效应 量子力学 热力学
作者
Shijing Gong,Cheng Gong,Yuyun Sun,Wen‐Yi Tong,Chun‐Gang Duan,Junhao Chu,Xiang Zhang
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:115 (34): 8511-8516 被引量:208
标识
DOI:10.1073/pnas.1715465115
摘要

Engineering the electronic band structure of material systems enables the unprecedented exploration of new physical properties that are absent in natural or as-synthetic materials. Half metallicity, an intriguing physical property arising from the metallic nature of electrons with singular spin polarization and insulating for oppositely polarized electrons, holds a great potential for a 100% spin-polarized current for high-efficiency spintronics. Conventionally synthesized thin films hardly sustain half metallicity inherited from their 3D counterparts. A fundamental challenge, in systems of reduced dimensions, is the almost inevitable spin-mixed edge or surface states in proximity to the Fermi level. Here, we predict electric field-induced half metallicity in bilayer A-type antiferromagnetic van der Waals crystals (i.e., intralayer ferromagnetism and interlayer antiferromagnetism), by employing density functional theory calculations on vanadium diselenide. Electric fields lift energy levels of the constituent layers in opposite directions, leading to the gradual closure of the gap of singular spin-polarized states and the opening of the gap of the others. We show that a vertical electrical field is a generic and effective way to achieve half metallicity in A-type antiferromagnetic bilayers and realize the spin field effect transistor. The electric field-induced half metallicity represents an appealing route to realize 2D half metals and opens opportunities for nanoscale highly efficient antiferromagnetic spintronics for information processing and storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
guojing1321完成签到,获得积分10
刚刚
Derik发布了新的文献求助10
刚刚
狂风阿来完成签到 ,获得积分10
1秒前
whitedawn完成签到 ,获得积分10
1秒前
郭正霄完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
linciko完成签到,获得积分10
1秒前
火星上的雨柏完成签到 ,获得积分10
2秒前
大方芾发布了新的文献求助10
2秒前
东木应助江屿采纳,获得20
2秒前
苦雨完成签到,获得积分10
2秒前
领导范儿应助我迷了鹿采纳,获得10
3秒前
guojing1321发布了新的文献求助10
3秒前
啦啦啦完成签到,获得积分10
3秒前
TuT完成签到,获得积分10
3秒前
爱听歌的夏烟完成签到,获得积分10
4秒前
英姑应助yyl采纳,获得10
4秒前
deadman发布了新的文献求助10
4秒前
布溜发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
hahage完成签到,获得积分10
5秒前
沐风完成签到,获得积分20
5秒前
YJ完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
selena完成签到,获得积分20
6秒前
163发布了新的文献求助10
6秒前
机灵一兰发布了新的文献求助10
7秒前
hukun100完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
友好的尔容完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
sherry完成签到,获得积分10
7秒前
haha完成签到,获得积分10
8秒前
冲冲冲完成签到,获得积分10
8秒前
lotu_fr完成签到,获得积分10
9秒前
田様应助SYY采纳,获得10
10秒前
zhishiyumi发布了新的文献求助10
10秒前
吴学仕完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3986618
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529071
关于积分的说明 11243225
捐赠科研通 3267556
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803784
邀请新用户注册赠送积分活动 881185
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808582