多铁异质结

铁电极化反转自旋极性

通过铁电极化方向翻转，实现自旋极化电流极性的可逆切换，为低功耗自旋电子器件提供新途径。

Zhang, Xiwen · Zhou, Zhaobo · Xing, Yu · 过伊吕 · 陈云飞 · 王金兰

Advanced Functional Materials 2023

参数信息

自旋电流传输比

0.1×10³

自旋电流传输比

2.6×10⁻³

技术优势

极性开关比高达四个量级

自旋向上/向下电流传输比在两种铁电极化构型下分别为 0.1×10³ 和 2.6×10⁻³，差异超过四个量级，确保了器件开态的强自旋信号和关态的微弱漏电。

铁电极化即可翻转自旋极性

半金属性的极性可通过翻转铁电极化方向来切换，无需改变磁性结构或施加外磁场，为低能耗、非易失的自旋控制提供了新机制。

源于界面电场的可逆调控

机制上源于铁电翻转引起 CrSiTe3/CrGeTe3 异质双层内建电场的可逆切换，以及 Sc2CO2 与 Cr(Si/Ge)Te3 层间界面效应的调控，保证了切换的可重复性。

应用场景

• 自旋场效应晶体管：提供铁电调控自旋电流开关的沟道材料，替代传统栅压调控。
• 非易失性自旋电子器件：利用铁电极化保持自旋极性，断电后状态不丢失。
• 低功耗电子器件：通过电场而非电流或磁场切换自旋，降低器件开关能耗。