Nonvolatile spin field effect transistor based on VSi2N4/Sc2CO2 multiferroic heterostructure

铁电性 凝聚态物理 物理 异质结 极化(电化学) 材料科学 结晶学 光电子学 化学 物理化学 电介质
作者
Xian Zhang,Bang Liu,Junsheng Huang,Xinwei Cao,Yunzhe Zhang,Zhi‐Xin Guo
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:109 (20) 被引量:19
标识
DOI:10.1103/physrevb.109.205105
摘要

In this study, we present first-principles calculations that introduce a nonvolatile spin field effect transistor (spin-FET) utilizing a van der Waals multiferroic heterostructure, specifically ${\mathrm{VSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{Sc}}_{2}{\mathrm{CO}}_{2}$. We demonstrate that inverting the ferroelectric polarization in a ${\mathrm{Sc}}_{2}{\mathrm{CO}}_{2}$ monolayer can effectively modulate the electronic states of a ${\mathrm{VSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$ monolayer, enabling a transition from half-metal to half-semiconductor. This transition significantly alters the electronic transport properties. Furthermore, we construct a spin-FET device based on this multiferroic heterostructure and observe that the ${\mathrm{VSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}/{\mathrm{Sc}}_{2}{\mathrm{CO}}_{2}$-based spin-FET exhibits exceptional all-electric-controlled performance. Notably, the inversion of the ${\mathrm{Sc}}_{2}{\mathrm{CO}}_{2}$ ferroelectric polarization yields a substantial on-off current ratio, approximately 650%, under a minimal bias voltage of 0.02 V. Additionally, we identify a unique spatially separated spin-polarized transport phenomenon, wherein pure spin-up electrons transport exclusively through ${\mathrm{VSi}}_{2}{\mathrm{N}}_{4}$, and spin-down electrons through ${\mathrm{Sc}}_{2}{\mathrm{CO}}_{2}$. Our findings suggest a promising pathway for developing low-energy dissipation and nonvolatile FET devices.
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
李q发布了新的文献求助10
刚刚
专注的月亮完成签到,获得积分10
刚刚
lufang发布了新的文献求助10
1秒前
Rachel发布了新的文献求助10
1秒前
小迷糊发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
lx完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
田様应助俊逸的山蝶采纳,获得10
2秒前
Shafiq完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
Murphy发布了新的文献求助10
3秒前
乐乐应助Eina采纳,获得10
3秒前
小马甲应助后来采纳,获得10
3秒前
开心的曲奇完成签到,获得积分10
4秒前
Owen应助nekoneko采纳,获得10
4秒前
六时月关注了科研通微信公众号
5秒前
王啵啵发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
萌萌发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.4应助panyanjun采纳,获得10
7秒前
王小花发布了新的文献求助10
7秒前
utopia发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
科研通AI6.4应助dejiangcj采纳,获得10
8秒前
8秒前
popkeke完成签到,获得积分10
10秒前
汉堡包应助cm5257采纳,获得10
10秒前
天天快乐应助yang采纳,获得10
10秒前
小琳琳呀发布了新的文献求助10
11秒前
丘比特应助五条悟采纳,获得10
11秒前
12秒前
圈圈发布了新的文献求助10
12秒前
Moonber发布了新的文献求助10
12秒前
Lucas应助song采纳,获得10
12秒前
12秒前
orixero应助小呆采纳,获得10
12秒前
12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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7327677
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8942393
关于积分的说明 18966331
捐赠科研通 6983642
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216154
关于科研通互助平台的介绍 2382980
邀请新用户注册赠送积分活动 2195515