Magneto-electric coupling beyond van der Waals interaction in two-dimensional multiferroic heterostructures

凝聚态物理 自旋电子学 磁化 多铁性 铁磁性 材料科学 反铁磁性 极化密度 铁电性 磁各向异性 异质结 范德瓦尔斯力 物理 磁场 光电子学 电介质 量子力学 分子
作者
Cenhong Jin,Chang Liu,Fengzhu Ren,Bing Wang,Minglei Jia,Qinfen Gu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:123 (26) 被引量:10
标识
DOI:10.1063/5.0180680
摘要

Exploring two-dimensional (2D) multiferroic systems with strong magneto-electric coupling properties holds significant application value in nanoscale spintronics devices. However, due to the weak interlayer van der Waals interactions, strong magneto-electric coupling in 2D heterostructures is relatively rare. By using first-principles simulations, we demonstrate that in the NiPS3/Sc2CO2 heterostructure, the ferroelectric polarization switching of the Sc2CO2 layer induces a transition in the magnetic ground state of the NiPS3 layer from the ferromagnetic state to antiferromagnetic ordering, accompanied by a transformation from a semiconductor to a half-metallic state. This magnetic phase transition is caused by a novel magneto-electric coupling mechanism: the polarization switching changes the band alignment between the two materials and then induces a significant interlayer charge transfer, leading to the emergence of Stoner itinerant ferromagnetism. In addition, the polarization switching can also change the magnetic anisotropy from an easy magnetization plane to an easy magnetization axis. These results not only offer a promising multiferroic heterostructure for nonvolatile memory devices and magnetic sensors but also provide a feasible approach for designing multiferroic system with strong magneto-electric coupling.
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
直率若烟完成签到 ,获得积分10
10秒前
lili完成签到,获得积分10
13秒前
泥嚎完成签到,获得积分10
14秒前
17秒前
香蕉新儿完成签到,获得积分10
19秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
yummy弯完成签到 ,获得积分10
21秒前
巴旦木发布了新的文献求助10
22秒前
jaytotti完成签到,获得积分10
26秒前
面汤完成签到 ,获得积分10
28秒前
寒冷的如曼完成签到 ,获得积分10
40秒前
DMUXLW完成签到,获得积分10
42秒前
研友_85YNe8完成签到,获得积分10
42秒前
兴奋烨华完成签到 ,获得积分10
44秒前
心灵美的不斜完成签到 ,获得积分10
49秒前
HY完成签到 ,获得积分10
52秒前
平常的三问完成签到 ,获得积分10
54秒前
hj123完成签到,获得积分10
56秒前
CJW完成签到 ,获得积分10
59秒前
巴旦木完成签到,获得积分10
1分钟前
towanda完成签到,获得积分10
1分钟前
淡定无施完成签到,获得积分10
1分钟前
NINI完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CY完成签到,获得积分10
1分钟前
满集完成签到 ,获得积分10
1分钟前
MS903完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Dong完成签到,获得积分10
1分钟前
隐形冬云完成签到,获得积分10
1分钟前
puritan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
情怀应助yukky采纳,获得30
1分钟前
沸石完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小机灵鬼儿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风雨哈佛路完成签到,获得积分10
1分钟前
biogarfield给biogarfield的求助进行了留言
1分钟前
小马甲应助wuqs采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
yukky发布了新的文献求助30
1分钟前
大方百招完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6404400
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8223606
关于积分的说明 17430102
捐赠科研通 5456986
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883660
邀请新用户注册赠送积分活动 1859855
关于科研通互助平台的介绍 1701334