Fe3GeTe2電極を用いたバンデルワールス磁気トンネル接合におけるスピン依存輸送

異なる2次元材料を積層したバンデルワールス（vdW）ヘテロ構造は、新しい物理学やデバイス概念を探求するための前例のない機会を提供しています。特に注目すべきは、最近発見された2次元磁気vdW材料であり、スピントロニクスアプリケーションに対する新しいパラダイムを提供します。本研究では、密度汎関数理論（DFT）計算を用いて、Fe3GeTe2強磁性電極とグラフェンまたは六方晶窒化ホウ素（h-BN）スペーサ層から構成されるvdW磁気トンネル接合（MTJ）を介したスピン依存電子輸送を調査します。両タイプの接合に対して、電極の磁化が平行から反平行に切り替わると、接合抵抗が数千パーセント変化することがわかります。このような巨大なトンネル磁気抵抗（TMR）効果は、Fe3GeTe2における2つのスピン導電チャネルの異なる電子構造によって引き起こされ、電極内の入射および出射のブロッホ状態の不一致をもたらし、反平行配列のMTJに対して伝送が抑制されます。電極とスペーサ層間のvdW結合は、この結果をスペーサ層のタイプにほぼ依存しないものにしており、実験中に変化する可能性のあるひずみ、界面距離、その他のパラメータに対して予測された巨大なTMR効果を堅牢にしています。私たちの結果がvdW MTJの実験研究をさらに刺激し、スピントロニクスへの応用の道を開くことを願っています。