应变对Fe/BaTiO3多铁隧道结磁电耦合性能的影响

构建了不同面内应变条件下的Fe/BaTiO3多铁隧道结模型,通过第一性原理计算,对Fe/BaTiO3多铁隧道结中的磁电耦合效应进行了分析。通过对比处于不同面内应变条件下的Fe/BaTiO3电学和磁学性能,得到其铁电极化强度及磁电耦合因数在面内压应变下增大,而在面内张应变下减小的结果。这表明,Fe/BaTiO3多铁隧道结中的磁电耦合性能可以被应变效应所调控,增大面内压应变,能有效提高多铁隧道结的磁电耦合特性。

Co2FeGa/BaTiO3多铁隧道结中磁电耦合效应的第一性原理研究

利用第一性原理研究了Co2FeGa/BaTiO3多铁隧道结(MFTJ)中的磁电耦合效应,以及中间势垒层BaTiO3(BTO)的铁电临界尺寸,构建了FeGa/TiO2与Co2/TiO2两种对称性界面结构的多铁隧道结模型.结果表明,FeGa/TiO2与Co2/TiO2界面模型的铁电临界尺寸分别是4个和2个BTO单胞.此外,发现磁电耦合效应主要是由界面原子上磁矩的差异导致的,它们对多铁隧道结中BTO的极化非常敏感,而且这种耦合还与界面相关原子的电子杂化程度有关.另外,不同界面模型磁电耦合强度也是不一样的,Co2/TiO2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数要远大于FeGa/TiO2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数.采用半金属Heusler合金电极的多铁隧道结有望为纳电子器件和自旋电子器件的应用提供新的方法.

多铁性异质结研究进展

多铁异质结中的磁电耦合效应是凝聚态物理和材料物理的研究热点之一.相比单相的多铁材料,多铁异质结中界面处的自旋、电荷、轨道以及晶格之间存在着复杂的相互作用,导致出现一些新的物理现象,使得其在新一代的存储器、传感器、微波等领域中具有重要的应用前景.文章介绍近年来在多铁异质结方向取得的进展,着重介绍实现电场对磁性控制的场效应、应变效应、交换偏置效应等,以及磁场对多铁性的调控,从而获得很大的磁电耦合效应;分析了多铁隧道结及其磁电耦合效应,其集成了传统铁电隧道结和铁磁隧道结的优势,可大幅度提高单个存储单元存储状态,从而提高存储密度.最后提出当前面临的问题和对未来的展望.