Giant Tunneling Magnetoresistance in Mn‐ and V‐Intercalated Graphene/ h ‐BN Based van der Waals Magnetic Tunnel Junctions

自旋电子学 凝聚态物理 材料科学 范德瓦尔斯力 磁电阻 量子隧道 隧道磁电阻 铁磁性 基态 隧道枢纽 单层 巨磁阻 自旋(空气动力学) 自旋极化 石墨烯 电子结构 自旋极化扫描隧道显微镜 磁化 异质结 自旋态 振荡(细胞信号) 色散(光学) 密度泛函理论
作者
Zhi Yan,Jianhua Xiao,Xujin Zhang,Fang Cheng,Xiaohong Xu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (15) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/adfm.202511719
摘要

Abstract Atomic intercalation offers a powerful route for engineering 2D materials by precisely tuning interlayer electronic coupling and spin configurations. Here, a strategy is proposed for the construction of fully 2D magnetic tunnel junctions (MTJs) based on transition metal‐intercalated graphene electrodes with h ‐BN barrier layer. First‐principles calculations reveal that intercalation not only stabilizes uniform atomic dispersion via steric hindrance but also induces spin polarization in graphene, which in turn stabilizes the ferromagnetic ground state of the intercalated atoms. Manganese‐ and vanadium‐intercalated systems (Mn‐Gr and V‐Gr) exhibit exceptional spintronic performance, with tunneling magnetoresistance (TMR) showing a pronounced odd‐even oscillation as a function of barrier thickness. A giant TMR of 4.35 × 10 8 % is achieved in the Mn‐Gr system with a monolayer barrier h ‐BN ( n = 1), while V‐Gr reaches a maximum TMR of 1.86 × 10 5 % for a trilayer barrier ( n = 3). Moreover, biaxial strain further enhances the TMR to 10 9 % and 10 7 % in Mn‐Gr and V‐Gr systems, respectively. The devices also exhibit perfect spin filtering and pronounced negative differential resistance, offering new opportunities for high‐performance spintronic and memory applications based on 2D van der Waals heterostructures. Additional GGA+ U calculations ( U = 4 eV, J = 1 eV for Mn and V) confirm that strong on‐site Coulomb interactions further increase the equilibrium TMR values (up to 8.61 × 10 8 % and 4.46 × 10 5 % for Mn‐ and V‐intercalated MTJs, respectively) without altering the main n ‐dependent trends or the qualitative even‐odd transport characteristics, thereby validating the robustness of the key findings.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
QIAN完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
星星完成签到,获得积分10
1秒前
马小马完成签到,获得积分10
1秒前
wxiao完成签到,获得积分10
1秒前
jack完成签到,获得积分10
1秒前
天天快乐应助闪闪静蕾采纳,获得10
1秒前
香蕉觅云应助祝风华采纳,获得10
1秒前
2秒前
共产主义战士应助LiLiLi采纳,获得10
2秒前
胖子完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
SH发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
xuan发布了新的文献求助10
4秒前
马小马发布了新的文献求助10
4秒前
rong发布了新的文献求助10
4秒前
rrjl发布了新的文献求助10
4秒前
英俊的铭应助jerryzz0224采纳,获得20
4秒前
桃子爱学习完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
JamesPei应助赵赶超采纳,获得10
6秒前
小c完成签到,获得积分20
7秒前
顺心寄容完成签到,获得积分10
7秒前
charlie完成签到,获得积分10
7秒前
陶子完成签到,获得积分10
7秒前
wjl完成签到,获得积分10
7秒前
HPP123完成签到,获得积分10
7秒前
dytcc完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
孟昊如发布了新的文献求助10
8秒前
路口完成签到,获得积分10
9秒前
你你完成签到,获得积分10
9秒前
Whisper发布了新的文献求助10
9秒前
李健的小迷弟应助郭小逗采纳,获得10
9秒前
七点完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
专注的小蘑菇完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7779149
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9319396
关于积分的说明 20371417
捐赠科研通 7366536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319361
关于科研通互助平台的介绍 2467388
邀请新用户注册赠送积分活动 2334884