Designing strong and tunable magnetoelectric coupling in 2D trilayer heterostructures

自旋电子学 空中骑兵 凝聚态物理 异质结 极化(电化学) 电场 铁电性 多铁性 磁电效应 材料科学 极化密度 联轴节(管道) 磁场 物理 铁磁性 光电子学 磁化 电介质 量子力学 化学 物理化学 冶金
作者
Xin Jin,Andrew O’Hara,Yuyang Zhang,Shixuan Du,Sokrates T. Pantelides
出处
期刊:2D materials [IOP Publishing]
卷期号:10 (1): 015007-015007 被引量:7
标识
DOI:10.1088/2053-1583/ac9b6e
摘要

Abstract The quest for electric-field control of nanoscale magnetic states such as skyrmions, which would impact the field of spintronics, has led to a challenging search for multiferroic materials or structures with strong magnetoelectric coupling and efficient electric-field control. Here we report a theoretical prediction that such phenomena can be realized in two-dimensional (2D) bilayer FE/PMM and trilayer FE/PMM/FE heterostructures (two-terminal and three-terminal devices), where FE is a 2D ferroelectric and PMM is a polar magnetic metal with strong spin–orbit coupling. Such a PMM has strong Dzyaloshinskii-Moriya interactions (DMI) that can generate skyrmions, while the FE can generate strong magnetoelectric coupling through polarization-polarization interactions. In trilayer heterostructures, contact to the metallic PMM layer enables multiple polarization configurations for electric-field control of skyrmions. We report density-functional-theory calculations for particular material choices that demonstrate the effectiveness of these arrangements, with the key driver being the polarization-polarization interactions between the PMM and FE layers. The present findings provide a method to achieve strong magnetoelectric coupling in the 2D limit and a new perspective for the design of related spintronics.

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
1秒前
Monist完成签到,获得积分20
1秒前
哇塞的完成签到,获得积分10
2秒前
LIZHEN发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
英姑应助顾宇采纳,获得10
3秒前
5秒前
6秒前
asd888发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
朝颜发布了新的文献求助30
8秒前
13秒前
14秒前
mmm完成签到,获得积分10
14秒前
Miracle_wh完成签到 ,获得积分10
14秒前
16秒前
拼搏的中蓝完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
所所应助顺利毕业就好采纳,获得10
17秒前
17秒前
科研通AI6.2应助15采纳,获得50
18秒前
Fortitude完成签到,获得积分10
19秒前
molihuakai应助霸气的数据线采纳,获得10
19秒前
kento应助我想进步采纳,获得10
19秒前
ASH应助gavin采纳,获得10
19秒前
19秒前
xingxing发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
王柯予完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
qingqing发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
LIZHEN发布了新的文献求助10
22秒前
zkx发布了新的文献求助10
22秒前
wanshikeda完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
24秒前
24秒前
健壮问兰完成签到 ,获得积分10
25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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
The Effective Clinical Neurologist 3ed 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 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 7715016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9270233
关于积分的说明 20080898
捐赠科研通 7291308
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298316
关于科研通互助平台的介绍 2452559
邀请新用户注册赠送积分活动 2305802