Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2409.00195

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 材料科学

arXiv:2409.00195 (cond-mat)
[提交于 2024年8月30日 ]

标题: 具有绝缘交替磁铁的自旋过滤

标题: Spin filtering with insulating altermagnets

Authors:Kartik Samanta, Ding-Fu Shao, Evgeny Y. Tsymbal
摘要: 反磁性(AM)材料由于其电子能带结构中非相对论动量相关的自旋分裂最近引起了广泛关注,这可能对反铁磁(AFM)自旋电子学有用。然而,迄今为止,大多数研究都集中在可以用于自旋电子器件的AM金属上,例如反铁磁隧道结(AFMTJs)。与此同时,在反铁磁自旋电子学领域,AM绝缘体尚未得到充分探索。在这里,我们提出利用AM绝缘体(AMIs)作为高效的自旋过滤材料。通过分析二氧化钛型反磁体$MF_2$ ($M$ = $Fe, Co, Ni$) 的复杂能带结构,我们证明了这些AMIs中的倏逝态表现出自旋和动量依赖的衰减率,从而导致隧穿电流具有显著的动量依赖自旋极化。利用一个基于自旋依赖势垒的隧穿模型,我们估计了包括两个磁解耦的 $MF_2$ (001) 障碍层的自旋过滤磁性隧道结(SF-MTJs)中的TMR效应。我们预测基于AMIs$CoF_2$和$NiF_2$的SF-MTJs中,如果费米能级调整到接近价带顶,则自旋过滤TMR比值可达约150%-170%。我们的结果表明,AMIs为传统的铁磁或亚铁磁自旋过滤材料提供了一种可行的替代方案,可能推动下一代反铁磁自旋电子器件的发展。
摘要: Altermagnetic (AM) materials have recently attracted significant interest due to the non-relativistic momentum-dependent spin splitting of their electronic band structure which may be useful for antiferromagnetic (AFM) spintronics. So far, however, most research studies have been focused on AM metals which can be utilized in spintronic devices, such as AFM tunnel junctions (AFMTJs). At the same time, AM insulators have remained largely unexplored in the realm of AFM spintronics. Here, we propose to employ AM insulators (AMIs) as efficient spin-filter materials. By analyzing the complex band structure of rutile-type altermagnets $MF_2$ ($M$ = $Fe, Co, Ni$), we demonstrate that the evanescent states in these AMIs exhibit spin- and momentum-dependent decay rates resulting in a substantial momentum-dependent spin polarization of the tunneling current. Using a model of spin-filter tunneling across a spin-dependent potential barrier, we estimate the TMR effect in spin-filter magnetic tunnel junctions (SF-MTJs) that include two magnetically decoupled $MF_2$ (001) barrier layers. We predict a sizable spin-filter TMR ratio of about 150-170% in SF-MTJs based on AMIs $CoF_2$ and $NiF_2$ if the Fermi energy is tuned to be close to the valence band maximum. Our results demonstrate that AMIs provide a viable alternative to conventional ferromagnetic or ferrimagnetic spin-filter materials, potentially advancing the development of next-generation AFM spintronic devices.
评论: 7页,5个图表
主题: 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci) ; 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall); 应用物理 (physics.app-ph)
引用方式: arXiv:2409.00195 [cond-mat.mtrl-sci]
  (或者 arXiv:2409.00195v1 [cond-mat.mtrl-sci] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2409.00195
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Kartik Samanta [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2024 年 8 月 30 日 18:21:00 UTC (4,518 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.mes-hall
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-09
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.mtrl-sci
physics
physics.app-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号