Two-Dimensional Nonvolatile Valley Spin Valve

Kai Huang

doi:10.1021/acsnano.4c12812

2025-01-13

DOI：10.1021/acsnano.4c12812

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自旋阀是磁存储技术中一种成熟的器件概念，其功能由电子输运决定，该输运受两个铁磁层磁矩相对取向的控制。近年来，能谷电子学的兴起概念化了能谷自旋阀（VSV）——一种利用能谷自由度和自旋-能谷锁定来实现类似阀效应，且不依赖磁性的器件。本研究提出了一种基于二维（2D）铁电半导体的非易失性VSV（n-VSV），其中n-VSV的电阻由两个均匀极化畴之间的铁电畴壁控制。以已知可铁电性可至单层的MoS2的1T''相为研究对象，结合密度泛函理论与量子输运计算，我们证明了在均匀极化状态与被畴壁分隔的、极化方向相反的状态之间切换时，电阻变化高达10^7。这种巨大的VSV效应源于电子输运强烈依赖于两个畴中能谷相关的自旋极化是否匹配（失配），当1T''-MoS2的化学势位于自旋劈裂能谷内时，该匹配性取决于铁电极化方向是否相同（相反）。所提出的n-VSV可作为高性能非易失性能谷电子学的功能器件。

Keyword:

valleytronics

valley spin valve

ferroelectricity

domain wall

2D van der Waals material

nonvolatile

期刊

ACS Nano

IF:

论文数:

2.7W

被引数:

25.6W

机构

Argonne Natl Lab

学者数:

4.3K

论文数: 2.0K

被引数: 173

Univ Nebraska

学者数:

332

论文数: 286

被引数: 51

引用论文

Atomic Mechanism of Dynamic Electrochemical Lithiation Processes of MoS2 Nanosheets MoS2纳米片动态电化学锂化过程的原子机理

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2018-04-02

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Valleytronics in 2D materials 二维材料中的Valleytronics

NATURE REVIEWS MATERIALS

IF86.2

2016-08-23

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PREAI

Schaibley, John R.; Yu, Hongyi; Clark, Genevieve; Rivera, Pasqual; Ross, Jason S.; Seyler, Kyle L.; Yao, Wang; Xu, Xiaodong

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