今日Science头条：巨隧道磁电阻带来不一样的数据存储技术

木文韬 7年前 (2018-06-15) 5355浏览

【引言】

许多二维（2D）材料可以结合到人造异质结构中，其中之一是磁性绝缘体三碘化铬（CrI₃），具有双层形式的分层反铁磁基态。磁光克尔效应（MOKE）测量表明，自旋在各层内铁磁性排列在平面外，但在层间具有反铁磁性，导致净磁化强度消失。这种分层反铁磁有序使得CrI₃有利于实现原子级薄磁多层器件。与现有磁性多层器件相比，双层CrI₃中的层状反铁磁结构避免了制造具有间隔物的单独的自旋滤波器的需要。这保证了旋转滤波器之间尖锐的原子接口，这对实现大的双自旋过滤磁隧道结（sf-TMR）至关重要。

【成果简介】

今日，在美国华盛顿大学Xiaodong Xu教授，香港大学姚望教授和美国卡耐基梅隆大学Di Xiao（共同通讯作者）的带领下，与日本国立材料科学研究所和美国橡树岭国家实验室合作，报告了基于范德华（vdW）异质结构的多自旋过滤器磁隧道结（sf-MTJs），sf-MTJ的基本结构，其由两个原子级薄CrI₃隧道势垒隔开的几层石墨烯接触组成。sf-MTJ夹在两个六方氮化硼（hBN）薄片之间以避免降解，充当夹在石墨烯接触之间的自旋过滤隧道势垒。团队展示了隧道磁阻随着CrI₃层厚度的增加而急剧增加，在低温下使用四层sf-MTJs的磁性多层结构达到创纪录的19000％。使用磁性圆二色性测量，将这些影响归因于原子级CrI₃的本征逐层反铁磁有序性。团队的工作揭示了将磁信息存储推向原子极限的可能性，并且突出显示了CrI₃作为vdW异质结自旋电子器件的最高磁隧道势垒。相关成果以题为“Giant tunneling magnetoresistance in spin-filter van der Waals heterostructures”发表在了Science上。