Band‐Rearrangement‐Enabled Nonvolatile Altermagnetism Switching in 2D Ferroelectric/Magnetic Heterostructures

材料科学 自旋电子学 铁电性 凝聚态物理 异质结 克尔效应 多铁性 反铁磁性 极化(电化学) 电场 光电子学 费米能级 电子能带结构 反平行(数学) Valleytronics公司 极化密度 磁矩 铁磁性 磁电效应 自旋极化 极地的 压电响应力显微镜 电子 价(化学) 联轴节(管道) 磁场 超晶格 三元运算 导带
作者
Shuang Wu,P. Diao,Wei Sun,Changhong Yang,Shifeng Huang,Zhenxiang Cheng
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (22)
标识
DOI:10.1002/adfm.202516174
摘要

Abstract Altermagnetism, a newly discovered class of collinear magnets, combines spin polarization with antiparallel magnetization, offering groundbreaking opportunities for designing multiferroic materials. Here, a novel mechanism is theoretically proposed for achieving significant nonvolatile modulation of altermagnetic spin‐splitting in the MnPTe 3 /In 2 Se 3 heterostructure through magnetoelectric coupling through interfacial band rearrangement. First‐principles calculations demonstrate that the ferroelectric polarization of In 2 Se 3 not only drives the transition of MnPTe 3 from antiferromagnetism to altermagnetism but also enables reversible electrical control of spin‐splitting from 5.31 to 20.11 meV via polarization switching. Crucially, this effect stems from interfacial charge transfer‐induced band realignment, where the built‐in electric field shifts the dominant valence band maximum contribution between the magnetic and ferroelectric layers, thereby controlling spin‐splitting near the Fermi level. The effect is further verified by a pronounced magneto‐optical Kerr response, with Kerr rotation angles reaching −0.18° in the ‐ P state. This work establishes a band‐engineering approach for nonvolatile altermagnetic control, providing a theoretical foundation for high‐efficiency spintronic devices.
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